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科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了抗生素庫的細(xì)菌進(jìn)化如何提供新的藥物模型

2020-01-13 10:39:27 ? 來源：

特立尼達(dá)和多巴哥都柏林大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，兩種截然不同的細(xì)菌進(jìn)化出了不同的、強(qiáng)大的抗生素庫，用于對抗它們的細(xì)菌鄰居。通過精確地繪制抗生素如何對抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的藍(lán)圖，科學(xué)家們?yōu)樗幬镩_發(fā)人員提供了新的選擇，以解決人類對抗生素耐藥性的全球威脅。

如果不開發(fā)有效的抗生素，對現(xiàn)有藥物的抗藥性將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。據(jù)估計(jì)，到本世紀(jì)中葉，也就是30年后，抗菌素耐藥性將導(dǎo)致每年高達(dá)1000萬的總死亡率。到2030年，世界銀行估計(jì)全球國內(nèi)生產(chǎn)總值(gdp)的彈性成本為3.4萬億美元。對新的和有效的治療方法的需要是迫切和巨大的。

剝貓皮的方法不止一種。因此，這句諺語說，同樣的目標(biāo)可以通過不同的方式實(shí)現(xiàn)。在剛剛發(fā)表在《自然傳播》(nature transmission)雜志上的研究中，特立尼達(dá)的科學(xué)家為自然界中發(fā)生的事情提供了一個(gè)迷人的例子。在這種情況下，自然選擇對同樣的問題給出了兩種截然不同的反應(yīng)——在細(xì)菌戰(zhàn)中可能成功地激活競爭。

希望本文所報(bào)道的涉及細(xì)菌層合成的酶的功能的基礎(chǔ)研究將有助于這些藥物的開發(fā)，這些藥物是迫切需要的。

Martin Caffrey教授是這篇研究論文的高級作者，他是三一學(xué)院生物化學(xué)和免疫學(xué)的名譽(yù)教授。他說:

特別是，我們發(fā)現(xiàn)了進(jìn)化是如何導(dǎo)致兩種完全不同的細(xì)菌在體外形成的，一種是制備兩種非常不同的抗生素的途徑，用這兩種抗生素來精確地防御同一途徑的細(xì)菌。這是分子收斂進(jìn)化的一個(gè)很好的例子。

雖然這兩種抗生素在化學(xué)上是不同的——一種是循環(huán)十肽(球霉素)，另一種是大環(huán)內(nèi)酯(粘液霉素)——但它們顯著地達(dá)到了相同的目的，阻止了其他細(xì)菌細(xì)胞包膜關(guān)鍵元素的產(chǎn)生。這種武器破壞或削弱了其他細(xì)菌。

這種幫助如何幫助創(chuàng)業(yè)者?

而純粹的科學(xué)觀點(diǎn),重要的是要了解明星的性質(zhì)和模具一樣在分子水平上,體現(xiàn)在這項(xiàng)工作中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了增添優(yōu)勢提供藥品的化學(xué)模型的創(chuàng)造者——或者pharmacaphores,背后的分子結(jié)構(gòu)是如何準(zhǔn)備的一項(xiàng)具體行動,如抗生素效果-聞名而來運(yùn)作的細(xì)菌在真實(shí)世界中。

這些模型現(xiàn)在可以用來指導(dǎo)藥劑師設(shè)計(jì)新的、更有效的治療方法，鑒于抗菌素耐藥性加速的全球危險(xiǎn)，這些方法是迫切需要的。

Caffrey教授補(bǔ)充道:

最近，科學(xué)家們投入了大量的努力來實(shí)現(xiàn)開放的、“不可藥物化”的目標(biāo)——缺乏強(qiáng)制性的規(guī)定，在這些規(guī)定中，藥物可以相互作用，以達(dá)到預(yù)期的效果。在我們的工作中處于中心地位的細(xì)胞壁的細(xì)菌目標(biāo)也有一個(gè)強(qiáng)制性的開放區(qū)域，但在其自然情況下，至少有兩種方法可以通過使用抗生素、球霉素和天然粘液霉素來達(dá)到高度親和力的目標(biāo)。因此，他們所走的道路是立即被同化和分離的。

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