來自蒂賓根大學(xué)和哥廷根大學(xué)以及德國感染研究中心的一個(gè)研究小組研究了一種新型抗生素的作用方式，該抗生素對(duì)多重耐藥病原體非常有效。所謂的纖維肽損害細(xì)菌細(xì)胞的能量供應(yīng)，從而導(dǎo)致其死亡。研究結(jié)果最近發(fā)表在Angewandte Chemie期刊上。

2016年，在一項(xiàng)廣受認(rèn)可的研究中，由Andreas Peschel教授領(lǐng)導(dǎo)的蒂賓根研究小組發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)纖維肽。它由微生物組本身產(chǎn)生，科學(xué)家將其命名為lugdunin，將其命名為產(chǎn)生該物質(zhì)的葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)，并存在于人類鼻子的粘膜中。Lugdunin具有不尋常的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此構(gòu)成了全新一類抗生素的潛在原型。除此之外，它還有效對(duì)抗一種稱為金黃色葡萄球菌(MRSA)的耐甲氧西林的細(xì)菌，這種細(xì)菌對(duì)人類特別危險(xiǎn)。他們?cè)卺t(yī)院中特別害怕，他們經(jīng)常針對(duì)免疫功能低下的患者。根據(jù)發(fā)表在2018年11月的“柳葉刀傳染病”雜志上的一項(xiàng)研究，大約670，

研究人員現(xiàn)已合成了lugdunin的化學(xué)變異，并確定了其作用的結(jié)構(gòu)化學(xué)元素，這也表明了抗生素的作用方式。“為了生存，每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞都需要一個(gè)所謂的膜電位，”Schilling解釋道。“這意味著與其外部環(huán)境相比，病原體需要不同濃度的電子帶電粒子。像lugdunin這樣的纖維肽能夠?qū)д姾傻臍潆x子傳輸?shù)侥ど希瑥亩⑦@種膜電位，導(dǎo)致一種能量停滯，“研究員解釋道。因此，細(xì)菌細(xì)胞死亡。

測(cè)試鏡像結(jié)構(gòu)

抗生素耐藥性的上升越來越多地挑戰(zhàn)細(xì)菌感染的治療。許多目前使用的新抗生素與已經(jīng)存在已知多藥耐藥性的抗生素僅略有不同。這可能只是短時(shí)間內(nèi)這些新藥無效的問題。

因此，人們對(duì)新的抗生素結(jié)構(gòu)如lugdunin及其作用方式產(chǎn)生了巨大的興趣。“

Stephanie Grond，蒂賓根大學(xué)有機(jī)化學(xué)與天然化合物研究教授

為了確定負(fù)責(zé)lugdunin抗生素作用的結(jié)構(gòu)，研究小組合成了許多l(xiāng)ugdunin衍生物，逐步改變了化學(xué)結(jié)構(gòu)的一部分，并確定了每一步的抗生素活性。“通常，許多已知的肽類抗生素都具有非常特殊的作用，”Nadine Schilling解釋說，“例如，它們的結(jié)構(gòu)使它們能夠與酶結(jié)合并阻斷開發(fā)新細(xì)菌細(xì)胞所需的途徑。”然而，lugdunin是不同的，因?yàn)樗溺R像結(jié)構(gòu)的測(cè)試已經(jīng)顯示出來。“Lugdunin具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，”她解釋說，“由一圈氨基酸結(jié)構(gòu)單元(肽結(jié)構(gòu))構(gòu)成，具有內(nèi)在特征的硫 - 氮鍵，稱為噻唑烷，類似于裝飾扣(稱為”腓骨“)這就是為什么這類新的藥劑被命名為fibu-peptides。特殊的噻唑烷環(huán)是抗菌作用必不可少的結(jié)構(gòu)之一。

“一種物質(zhì)及其鏡像結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為是右手和左手。它們不相同，就像左手不適合右手手套，因此物質(zhì)在空間中具有不同的效果，”研究人員解釋道。“然而，在化學(xué)合成的lugdunin鏡像結(jié)構(gòu)中，抗生素效應(yīng)保持不變。因此我們可以排除抗生素效應(yīng)是基于空間相互作用的。”缺乏空間相互作用對(duì)于避免抗性是有利的，并且到目前為止還不可能在實(shí)驗(yàn)室條件下產(chǎn)生對(duì)lugdunin的抗性。

需要廣泛的臨床前和臨床試驗(yàn)來闡明纖維肽是否可以用作未來的治療候選藥物。參與的研究人員打算查明lugdunin及相關(guān)物質(zhì)是否對(duì)治療多重耐藥病原體有效和安全。正在調(diào)查的是在2019年初啟動(dòng)的蒂賓根卓越集群“控制微生物抗擊感染”和其他網(wǎng)絡(luò)。