Antibiotika fra en molekylær blyantsliber

Forestil dig et helt nyt, uskarp blyant. Grafitten i sin kerne kan ikke bruges til at skrive, før en blyantspidser tygger sin træspids væk.

Nu billede microcin B17, et antibiotikum, der dræber E. coli -bakterier. Inden den aktiveres, det ligger indlejret i en struktur kaldet et prodrug, som kernen i en uskarp "molekylær blyant".

Nu, for første gang, forskere ved Rutgers University-New Brunswick og andre institutioner har opdaget en "molekylær blyantsliber", der tygger den ydre belægning væk for at frigive det kraftige antibiotikum. Deres opdagelse åbner døren for at finde nye antibakterielle midler og lægemidler til bekæmpelse af toksiner.

"Vi tror, ​​at dette kan være en gizmo, som bakterier bruger til at aktivere processer, der er i dvale, indtil øjeblikket er rigtigt, når blyantsliberen tændes og frigiver antibiotika, "sagde Konstantin Severinov, seniorforfatter af et nyt studie og hovedforsker ved Waksman Institute of Microbiology ved Rutgers University-New Brunswick.

Forskerne, hvis opdagelse blev offentliggjort i tidsskriftet Struktur , studerede TldD og TldE bakterielle proteiner involveret i fremstilling af microcin B17.

Mange bakterieceller danner inaktive forbindelser kaldet prodrugs - forstadier, der bliver til lægemidler i kroppen, Sagde Severinov.

"Det er som et fremtidigt lægemiddel, og når behovet opstår, og når det bliver hårdt, stoffet er aktiveret, og det er som et giftigt sprænghoved, der eksporteres uden for cellen og dræber dets skadelige naboer, " han sagde.

Forlægemidlet undersøgt af forskerne er som en pind med to dele, han sagde. Kernedelen er det giftige sprænghoved. En "leder" er i den anden ende og forhindrer sprænghovedet i at fungere indtil det rigtige tidspunkt.

"TldD, proteinet vi undersøgte, har et hul i det ligesom i en gammel blyantspidser, hvor prodrug fodres ind, "Severinov sagde." Sliberen tilføjer den sidste prikken over i'et, tygge lederen, aktiverer det giftige sprænghoved og smider det ud af cellen. Så det er næsten som at have en evne til at producere giftige forbindelser, herunder antibiotika, a la carte, når du har brug for dem. "

Tld -gener er almindelige i bakterier, tyder på, at de spiller en vigtig funktion i bakteriel fysiologi, siger undersøgelsen. Det kan omfatte en rolle i proteinkvalitetskontrol og aktivering af forskellige naturlige produkter, herunder antibiotika, såsom microcin B17.

"Hvert bakterielt genom, der er sekvenseret til dato, har Tld -gener, "Severinov sagde." Ingen vidste, hvad de gør, og nu ved vi, hvad de gør i et tilfælde, og vi tror, ​​at lignende funktioner aktiverer produktionen af ​​bioaktive forbindelser, der bruges af andre bakterier som antibiotika eller toksiner. "

Nogle toksiner kunne bruges på en gavnlig måde, bemærkede han. For eksempel, mennesker har brugt bakterielle toksiner til at dræbe insekter i årtier. Og når bakterier producerer toksiner, der skader mennesker, lægemidler, der hæmmer Tld og bekæmper sådanne bakterier, kunne udvikles.

Forskerne spekulerer i, at deres fund kan føre til fremtidige anvendelser inden for proteinteknik og syntetisk biologi.