Мощный растительный токсин сахарного тростника, который может уничтожать вредные бактерии, за последние десятилетия стал одним из самых перспективных кандидатов в антибиотики. Теперь ученые увидели, как этот токсин связывается со своей мишенью, что позволяет лучше понять эффективность соединения, сообщает Центр Джона Иннеса (Великобритания).
Иллюстрация изображает карман для связывания альбицидина,
таблетку с антибиотиком и чашку Петри, символизирующая угрозу, вызванную бактериями.
© Alina Kurokhtina
Антибиотик альбицидин вырабатывается бактериальным патогеном вида Xanthomonas albilineans, который вызывает ожоги на листьях сахарного тростника. Считается, что патоген использует альбицидин для атаки на растение, чтобы быстрее распространиться. Ранее ученые открыли, что альбицидин очень эффективен для уничтожения бактерий – в том числе кишечной палочки и золотистого стафилококка. Эти супербактерии «научились» все лучше противостоять существующим антибиотикам. Поэтому для борьбы с ними нужны новые эффективные лекарства.
Мишень для альбицидина — бактериальный фермент ДНК-гираза. Этот фермент связывается с ДНК и скручивает ее (этот процесс известен как суперспирализация, который жизненно важен для правильного функционирования клеток). Международная исследовательская группа смогла получить первый снимок альбицидина, связанного с гиразой. Для этого они использовали достижения в области криоэлектронной микроскопии.
Снимок показал, что альбицидин образует L-образную форму, что позволяет ему уникальным образом взаимодействовать как с гиразой, так и с ДНК. В этом состоянии гираза больше не может двигаться, чтобы соединить концы ДНК. Альбицидин действует как гаечный ключ, брошенный между двумя шестернями.
Способ взаимодействия альбицидина с гиразой существенно отличается от того, как соединяются со своими мишенями существующие антибиотики, поэтому молекула и ее производные, вероятно, будут эффективны против многих современных устойчивых к антибиотикам бактерий.
«Судя по характеру взаимодействия, альбицидин нацелен на действительно важную часть фермента, и бактериям трудно выработать устойчивость к нему», — поясняют авторы работы.
Команда уже синтезировала вариации нового антиобиотика с улучшенными свойствами. Эти вариации эффективно сработали против некоторых наиболее опасных внутрибольничных бактериальных инфекций, включая Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa и Salmonella typhimurium.
Открытие может привести к разработке крайне необходимого нового класса антибиотиков, которые будут успешно бороться с бактериями, развившими антибиотиорезистентность.
Статья опубликована в журнале Nature Catalysis
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
