• 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

Грибки оказались вдвое смертоноснее, чем считалось

Грибы Aspergillus flavus, вызывающие аспергиллез / © University of Manchester / Автор: Владимир Богданов Скорректированную статистику смертности из-за...

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...

“Большие испытания”

Академик рассказал о будущем РАН и пандемии болезни X МОСКВА, 8 фев — РИА Новости. Петр Первый удивлялся...

Ракова: в Москве достаточно вакцин от кори и ковида, идет плановая вакцинация

Вакцин от кори и ковида в Москве достаточно, идет плановая вакцинация, сообщила заммэра столицы Анастасия Ракова. « “Достаточно,...

Медики обнаружили способ существенно снизить риск преждевременных родов

Преэклампсия встречается в 2-8% беременностей / © Unsplah / Автор: Godefridus Victorinus Преэклампсия — это осложнение второй половины...

Табак связали с суицидом младших школьников

Кадр из киножурнала «Ералаш» / © gorkyfilm.ru Дети младшего школьного возраста все чаще курят разные виды сигарет, а...

Общение с собакой повлияло на активность мозга у людей

Один из вариантов общения с собакой в эксперименте корейских ученых — объятия / © Onyoo Yoo, et al....

Российские ученые показали прорывные технологии в медицине

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

Начало болезни Альцгеймера связали с накоплением жира в мозгу

Начало болезни Альцгеймера связали с накоплением жира в мозгу / © Getty images Болезнь Альцгеймера считается одной из...

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...

Женщины с низким пульсом показали склонность к преступлениям

Кадр из сериала «Улыбка пересмешника» / © kinopoisk.ru Изучая причины, которые приводят к преступлениям, исследователи преимущественно обращают внимание...

Пользу настоящего грудного молока уравняли с трансгендерным

Грудное молоко — идеальная пища для младенцев. Оно содержит антитела, которые помогают защитить от многих распространенных детских болезней...

Курение кальяна значительно повысило риск послеродовой депрессии 

Кадр из сериала «Семейка Аддамс», 1964 год / © Pinterest С симптомами послеродовой депрессии — тяжелого состояния, с которым сталкиваются примерно...

Исследование показало, что более 10% детей в развивающихся странах питаются неполноценно

Кадр из фильма «Секс в большом городе» / © hbo.com Влиянию пищи на здоровье и качество жизни человека...

Отказ от курения снизил риск рака в любом возрасте

© Jenny Kane/AP / Автор: Андрей Чернов В поисках ответов специалисты из онкологических и исследовательских центров Южной Кореи...

Веселого Рождества: врачи предупредили о повышенном риске сломать пенис в праздники

© Shutterstock / Автор: Артем Фомин Перелом пениса — серьезное повреждение, требующее неотложной медицинской помощи, нередко хирургической. Происходит...

Алкоголь на ночь изменил структуру сна

Кадр из сериала «Белый лотос» / © HBO / Автор: Messiena Lucretius Бокал вина перед сном после изматывающего...

Биохимики создали радиоактивных нанороботов, способных уничтожить опухоль мочевого пузыря

Нанороботы. Снимок получен с помощью просвечивающего электронного микроскопа / © Institute for Bioengineering of Catalonia / Автор: Messiena...

Медики развеяли главный миф о туберкулезе

Туберкулез — инфекционное заболевание, которое чаще всего поражает легкие / © Frontiers Команда медиков из Амстердамского университета, Амстердамского института...

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 —...