• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Биохимики вскрыли механизм устойчивости бактерий к антибиотикам


Карта электронной плотности C2,C8-деимителированного (сверху) и С2-монометилированного (снизу) нуклеотида A2503 в рибосомах бактерии вида T. Thermophilus экспрессирующих ген cfr / © Elena V. Aleksandrova et al.

Больше половины всех антибиотиков, используемых для лечения бактериальных инфекций, блокируют работу рибосом, синтезирующих белки в клетках. В результате этого нарушения или даже полной блокировки бактерии перестают расти либо гибнут. Но некоторые виды патогенных микроорганизмов приспособились и выработали механизмы защиты от подобных лекарств. Такие бактерии называют антибиотикорезистентными. И проблема устойчивости патогенов сейчас стоит крайне остро.

Один из подобных механизмов защиты устроен так. Ген cfr в бактериальных клетках производит специальный фермент — метилтрансферазу Cfr. Она модифицирует сайт связывания антибиотика с патогеном. Как считалось ранее, эта модификация просто блокировала сайт в рибосомах, отчего лекарство не могло соединиться с бактерией и не срабатывало. Но исследователи из Иллинойса вместе с коллегами из Гарварда (США) с помощью рентгеноструктурного анализа модифицированной рибосомы выяснили, что механизм защиты бактерий от антибиотиков метилтрансферазой Cfr гораздо сложнее. Статья об этом опубликована в журнале Nature Chemical Biology.

Чтобы понять, почему метилирование одного нуклеотида в рибосоме приводит к блокировке, исследователи определили структуру модифицированной органеллы со структурой немодифицированной. Выяснилось, что Cfr-модификация по-разному влияет на связывание антибиотиков из разных классов. Например, в случае линкозамидов и стрептограминов типа А модификация рибосомы мешает химической реакции стерически, то есть пространственно перекрывает сайт. Но в случае с фениколами и оксазолидинонами антибиотик не может связаться с рибосомой потому, что место связывания перестраивается и нуклеотиды смещаются. Такой эффект в биохимии называют аллостерическим.

Структура Cfr-модифицированной рибосомы / © Elena V. Aleksandrova et al.

Также исследователи выяснили, что некоторые антибиотики способны преодолевать этот тип бактериальной устойчивости. Для этого они определили трехмерные структуры резистентной модифицированной рибосомы вместе с недавно синтезированным антибиотиком ибоксамицином (IBX). Антибиотик был связан с метилированными рибосомами модельной грамотрицательной бактерии Thermus thermophilus. Ее устойчивость обеспечивал именно ген cfr. Теоретически IBX не должен связываться с модифицированными рибосомами, но тот факт, что антибиотик успешно подавляет рост патогенных бактерий, говорит об обратном.

Авторы исследования выяснили, что ибоксамицин связывается с бактериальной рибосомой настолько сильно, что даже метилированный нуклеотид A2503, который должен препятствовать работе антибиотика, никак не мешает. Он сдвигается в сторону, позволяя молекуле ибоксамицина соединяться с модифицированной рибосомой точно так же, как с обычной.

«Он просто связывается с рибосомами и действует так, как будто ему все равно, было это метилирование или нет. Он легко преодолевает несколько наиболее распространенных типов лекарственной устойчивости», — отметил соавтор работы Юрий Поликанов.

Как считают исследователи, важность таких открытий состоит в том, что подобное поведение нуклеотидов невозможно предсказать без трехмерных структур. А понимание двухкомпонентного механизма защиты бактерий и модель модифицированной рибосомы могут помочь в создании антибиотиков нового поколения, активных против патогенов с множественной устойчивостью.


Source: https://oaoo.ru/shpric/biohimiki-vskryli-mehanizm-ystoichivosti-bakterii-k-antibiotikam.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Российские ученые показали прорывные технологии в медицине

Российские ученые показали прорывные технологии в медицине / © Росконгресс Представители Министерства здравоохранения России представили достижения по шести...

У волков из чернобыльской зоны развилась устойчивость к раку

Волк в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС / © X / CaraNLove / Автор: Sycophanta Duccius После произошедшей в...

Судебные медики обнаружили общее между случаями поедания трупов людей их питомцами

Кадр из фильма «Глаз кота» (1969 год) / © Universal Pictures / Автор: Messiena Lucretius Поедание тел умерших...

Стоматологи выяснили, как именно возникает неприятный запах изо рта 

Галитоз может сильно повлиять на социальную жизнь людей / © Toner Основная причина неприятного запаха изо рта —...

Программа для пенсионеров «Активное долголетие». Кому подходит и какой эффект?

Социальная изоляция пенсионеров приводит к быстрому старению и смерти. Это подтвердило исследование американских ученых. Чтобы до такого не доводить, стоит...

Российские учёные разработали технологию обработки ран светом

 © www.ferra.ru Учёные МИФИ разработали устройство для оперативной дезинфекции ран с помощью светового излучения определённого спектра. В НИЯУ МИФИ создали уникальное...

Популярные средства для дезинфекции вызвали гибель клеток мозга

Некоторые средства дезинфекции негативно влияют на клетки мозга / © Sunyopt.edu За свой короткий век человечество изобрело, синтезировало...

Сигаретный дым в шесть раз повысил риск смертельного заболевания у собак

Шотландский терьер — одна из самых узнаваемых пород, популярная во многих странах / © Ондрей Просицкий, Shutterstock.com /...

Крышка унитаза не защитила от смываемых вирусов

© MIA Studio / Shutterstock / Автор: Ptolemocratia Acerronius Во время смыва над унитазом поднимается аэрозольный шлейф с...

Только 15% всех людей смогли спать нормально

Кадр из сериала «Теория большого взрыва» / © wbd.com / © wbd.com Разные люди придерживаются разного режима дня:...

Медики нашли новый способ доставки инсулина без иглы

Австралийские медики разработали капсульный инсулин / © Wikimedia Commons / Автор: Telestis Scaevinius Диабет — наиболее распространенное неинфекционное...

Как менялась женская медицина: особенности лечения женщин

Лекарства Женское здоровье Здоровый образ жизни Лекарства и БАДы Несмотря на яростную битву феминисток за женские права, мир...

Инженерные вирусы действуют как антибиотик, но без побочных эффектов

Синегнойная палочка / © cfmo.ru / Автор: Visellia Orfius Люди начали использовать самый первый антибиотик пенициллин более 40 тысяч лет назад,...

Ученые узнали, что происходит в организме, если не есть неделю

Кадр из к/ф «Снежное братство» / © Getty images Люди способны обходиться без пищи достаточно длительное время —...

Самую большую в России роботизированную аптеку запустили в Приморье

 © наука.рф Учебно-производственная аптека с роботизированной системой хранения и выдачи товаров аптечного ассортимента Тихоокеанского Медицинского начала работу во Владивостоке. Робот-аптека стала первой...

Курение повлияло на функции иммунной системы — даже после отказа от него

© Unsplash Биологи и медики из Института Пастера во Франции при поддержке шведских коллег из Каролинского института изучили...

Распространенные в обиходе антипирены повысили риск развития рака в четыре раза

ПБДЭ применяют при производстве разной продукции, в том числе пластмасс и мебели / © iStock В работе, которую...

Медики узнали, как сердечный приступ повышает риск рака

Кадр из сериала «Доктор Хаус» / © fox.com Вероятность, что у человека возникнет онкологическое заболевание, может зависеть от...

Девушки, забеременевшие в подростковом возрасте, вдвое чаще умирали молодыми

Кадр из фильма «Джуно» / © Searchlight Pictures, FilmFlex В рамках анализа, результаты которого опубликовал журнал JAMA Network...

Выбираем санаторий для отдыха с детьми: на что обратить внимание?

Заботливые родители хотят предусмотреть все детали перед поездкой в санаторий для отдыха с детьми. Желательно, чтобы можно было...