新しい抗生物質はバクテリアがRNAを合成するのを防ぎます

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新しい抗生物質はバクテリアがRNAを合成するのを防ぎます
新しい抗生物質はバクテリアがRNAを合成するのを防ぎます
Anonim
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RNAポリメラーゼ

ラトガーズ大学(米国ニュージャージー州)のリチャード・エブライトが率いる科学者の国際チームは、イタリアのバイオテクノロジー企業NAICONSと協力して、土壌微生物の抽出物から新しい抗生物質を分離しました。シュードウリジマイシンと呼ばれる抗生物質は、酵素の天然基質であるヌクレオチドへの結合を模倣することにより、RNAポリメラーゼをブロックします。この新物質は、他の抗生物質に耐性のある細菌に感染したマウスの治療にその有効性を示しています。この研究を説明する論文がジャーナルCellに掲載されました。

最も一般的なクラスの抗生物質は、主に2つのメカニズムによって作用します。細菌の細胞壁合成を阻害する(ペニシリンなど)か、タンパク質合成を妨害する(テトラサイクリンなど)。 3番目の、おそらくそれほど広範ではないグループには、核酸の合成を何らかの形で抑制する物質、つまりDNAとRNAが含まれています。このグループには、科学者によって土壌微生物から分離された新しい物質が含まれています。これは、DNAから情報を読み取り、その後のタンパク質合成のためにリボヌクレオチドからテンプレートを組み立てるタンパク質複合体であるRNAポリメラーゼに結合します。抗生物質のリファンピシンにも同様の作用機序があります。

抗生物質は、放線菌と土壌真菌からの以前の研究の過程で得られた3000の物質のライブラリーの活性をテストすることによって発見されました。研究者たちは、バクテリオファージSP6ポリメラーゼではなく、バクテリアRNAポリメラーゼの働きを抑制する薬を意図的に探していました。これは、バクテリアに対する選択性を意味します。ライブラリ全体から、2つの薬が示された活性を持っていましたが、化学分析はそれらが1つの同じ物質であることを示しました。シュードウリジン残基が結合したジペプチドで、シュードウリジンマイシン(略称PUM)と呼ばれています。

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シュードウリジマイシンの構造

科学者たちは、抗生物質が、DNAではなくRNAに特異的な4つの構成要素の1つであるウリジン三リン酸のRNA鎖への取り込みを妨げると判断しました。 PUM分子と一緒のポリメラーゼ複合体のX線構造分析は、抗生物質がRNAポリメラーゼ内のヌクレオチドの代わりになり、ほとんどの細菌が持っているが、の活性中心にない4つの非常に保存的なアミノ酸残基に結合することを示しましたヒトRNAポリメラーゼ。これは、PIPの作用範囲が非常に広いことを意味しますが、同時にそれを服用する人にとって安全でなければなりません。

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RNAポリメラーゼの活性部位にあるシュードウリジマイシン

抗生物質耐性は、抗生物質がその標的に結合するのを妨げる単一の突然変異から生じることがよくあります。しかし、PUMの場合、それが結合する部位はバクテリアにとってあまりにも重要であり、その中の突然変異はポリメラーゼの働きを停止させます。もちろん、これはそれに対する耐性がまったく発達していないことを意味するものではありません-実験では、科学者はなんとか耐性菌を得ることができましたが、リファンピシンよりも1桁低い効率でした。

さらに、標的内の突然変異に加えて、細菌は他の方法で抗生物質に対処することができます。たとえば、抗生物質を破壊する方法や細胞から捨てる方法を学ぶことができるので、新しい抗生物質が万能薬。しかし、これまでのところ、抗生物質耐性菌に対して作用し、化膿レンサ球菌感染によって引き起こされた腹膜炎のマウスを治癒しました。

コンピュータシミュレーションを用いた合理的設計により、新しい有効成分の開発がますます進んでいます。このようにして、自然の抵抗がない、所望の特性を有する物質を得ることが可能である。しかし、研究の著者は、彼らの発見によって証明されるように、抗生物質の天然源の可能性はまだ尽きていないことに注意します。

私たちの資料では、抗生物質がどのように存在し、それらに対する耐性がどのように発達しているかについて詳しく読むことができます。さらに、私たちは最近、「最後の手段」である抗生物質であるバンコマイシンの新しい超効果的な修飾について書きました。

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