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人鼻中的Lugdunin對(duì)金黃色葡萄球菌具有很強(qiáng)的抗菌作用

2019-07-03 14:14:17 ? 來(lái)源：

抗生素抗性細(xì)菌是一種日益嚴(yán)重的健康威脅，使新的抗生素成為必需品。德國(guó)研究人員最近取得了一項(xiàng)突破：他們?cè)谌祟惐亲又邪l(fā)現(xiàn)了lugdunin--一種來(lái)自細(xì)菌金黃色葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)的新型環(huán)肽，對(duì)金黃色葡萄球菌等具有很強(qiáng)的抗菌作用。研究人員已經(jīng)能夠通過合成變體來(lái)闡明作用模式。正如他們?cè)贏ngewandte Chemie期刊中解釋的那樣，涉及細(xì)菌膜的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)。

lugdunin結(jié)構(gòu)的一個(gè)有趣部分是它的噻唑烷基(由一個(gè)氮，一個(gè)硫和三個(gè)碳原子制成的環(huán))，它形成了它的肽環(huán)的一部分。這個(gè)五元環(huán)類似于“裝飾”肽環(huán)的一個(gè)扣環(huán)。出于這個(gè)原因，研究人員將其新的材料命名為“fibupeptides”，來(lái)自拉丁文腓骨，意為扣環(huán)。先前成功合成了lugdunin，來(lái)自蒂賓根大學(xué)和哥廷根大學(xué)(德國(guó))的團(tuán)隊(duì)對(duì)合成途徑進(jìn)行了優(yōu)化，以制造出這種天然物質(zhì)的許多不同衍生物。這樣就可以全面研究lugdunin的作用機(jī)制。研究人員制作了一系列衍生物，用丙氨酸取代了肽環(huán)中的每一個(gè)氨基酸 - 一個(gè)是它們留下了“裝飾扣”，一個(gè)纖維肽的結(jié)構(gòu)是lugdunin的鏡像。然后他們使用這些衍生物進(jìn)行活動(dòng)測(cè)試。

由化學(xué)家，生物化學(xué)家和微生物學(xué)家組成的研究小組發(fā)現(xiàn)，肽的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，噻唑烷“扣環(huán)”和兩種氨基酸(色氨酸和亮氨酸)對(duì)化合物的抗生素活性至關(guān)重要。此外，肽環(huán)必須始終由交替的D-和L-氨基酸組成。然而，原始分子或其鏡像的活性沒有差異。“這表明缺乏立體特異性受體 - 配體相互作用，”由Stephanie Grond領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)成員Nadine Schilling表示，“相反，它代表了與小分子或離子的相互作用。”

進(jìn)一步的觀察結(jié)果是活性的lugdunin衍生物分解細(xì)菌細(xì)胞膜的電勢(shì)(內(nèi)部和外部之間的電壓差)，從而殺死細(xì)菌。摻入額外的色氨酸分子增強(qiáng)了與膜的相互作用并增強(qiáng)了抗菌作用。Grond說(shuō)：“這些結(jié)果表明離子通過細(xì)菌膜轉(zhuǎn)運(yùn)。” 為了更仔細(xì)地研究這一特征，研究人員制作了相對(duì)于周圍溶液具有pH梯度的合成囊泡?；钚岳w維肽的加入導(dǎo)致快速的pH均衡，而不破壞膜或形成孔。“這種機(jī)制顯然是由質(zhì)子跨膜移位組成的，”Grond說(shuō)。“

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