兩種抗生素對抗細菌的方式與想象的不同
伊利諾伊大學芝加哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn),兩種廣泛使用的抗生素 - 氯霉素和利奈唑胺可能與科學家和醫(yī)生多年來不同的方式對抗細菌。這些藥物不僅不加區(qū)別地停止蛋白質(zhì)合成,而是僅在基因的特定位置對蛋白質(zhì)合成機制進行制動。核糖體是細胞中最復雜的成分之一,負責培養(yǎng)細胞生存所需的所有蛋白質(zhì)。在細菌中,核糖體是許多重要抗生素的靶標。
Alexander Mankin和Nora Vazquez-Laslop的團隊對核糖體和抗生素進行了開創(chuàng)性的研究。在他們發(fā)表在美國國家科學院院刊上的最新研究中,他們發(fā)現(xiàn),雖然氯霉素和利奈唑胺可以攻擊核糖體的催化中心,但它們只能在特定的檢查點停止蛋白質(zhì)合成。
“許多抗生素通過抑制蛋白質(zhì)合成來干擾病原菌的生長,”UIC生物分子科學中心主任,藥物化學和藥理學教授Mankin說。“這是通過靶向細菌核糖體的催化中心來完成的,其中正在制造蛋白質(zhì)。通常認為這些藥物是蛋白質(zhì)合成的通用抑制劑,應該很容易阻止每個肽鍵的形成。”
“但是 - 我們已經(jīng)證明情況不一定如此,”藥物化學和藥理學研究副教授Vazquez-Laslop說。
氯霉素是一種天然產(chǎn)品,是市場上最古老的抗生素之一。幾十年來,它一直用于許多細菌感染,包括腦膜炎,鼠疫,霍亂和傷寒。
利奈唑胺是一種合成藥物,是一種新型抗生素,用于治療嚴重感染 - 鏈球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)等 - 由對其他抗生素有抗藥性的革蘭氏陽性菌引起。Mankin之前的研究確立了對利奈唑胺耐藥的作用部位和機制。
雖然抗生素非常不同,但它們各自與核糖體的催化中心結(jié)合,預期它們會抑制任何肽鍵的形成,這些肽鍵將蛋白質(zhì)鏈的組分連接成長的生物聚合物。在簡單的酶中,侵入催化中心的抑制劑只會阻止酶完成其工作。Mankin說,這就是科學家認為針對核糖體的抗生素也是如此。
“與此觀點相反,氯霉素和利奈唑胺的活性關(guān)鍵取決于核糖體攜帶的新生鏈特定氨基酸的性質(zhì)以及與生長蛋白質(zhì)相關(guān)的下一個氨基酸的特性,”Vazquez-Laslop說過。“這些研究結(jié)果表明,新生蛋白調(diào)節(jié)核糖體催化中心的特性,并影響其配體的結(jié)合,包括抗生素。”
結(jié)合基因組學和生物化學使UIC研究人員能夠更好地了解抗生素的工作原理。
“如果你知道這些抑制劑是如何起作用的,你可以制造更好的藥物并使它們成為更好的研究工具,”曼金說。“你也可以更有效地利用它們治療人類和動物疾病。”
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