一種天然抗生素原來是對抗結核病的致命***。科學家們發(fā)現(xiàn),這種天然抗生素有一個意想不到的雙重功能,大大降低了TB細菌產(chǎn)生耐藥性的概率。這項研究成果發(fā)表在12月1日的《Nature Chemical Biology》雜志上。
現(xiàn)代技術的發(fā)展,已經(jīng)使我們能夠合成越來越多的靶向藥物。但是,科學家們?nèi)匀灰獜拇笞匀荒赣H那里學習很多。吡啶霉素(Pyridomycin)——由非病原性的土壤細菌產(chǎn)生的一種物質(zhì),已被發(fā)現(xiàn)是對抗引起結核病的一個相關細菌菌株的有效抗生素。瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(EPFL)的科學家們,發(fā)現(xiàn)了該分子這種意想不到的性能,目前,他們對這種分子如何發(fā)揮功能有了一個更好的理解。吡啶霉素復雜的三維結構,使其能夠在結核桿菌中的一種關鍵酶的兩個部位上同時發(fā)揮作用,通過這種方式,大大降低了細菌產(chǎn)生多重耐藥性的風險。瑞士聯(lián)邦理工學院(ETH)的研究者及其同事們,將這項研究成果發(fā)表在12月1日的《Nature Chemical Biology》雜志上。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(EPFL)全球衛(wèi)生研究所的主任Stewart Cole,帶領一個團隊,在2012年發(fā)現(xiàn)了吡啶霉素的抗癆劑作用。通過抑制“InhA”酶的活性,吡啶霉素確實造成了細菌脂質(zhì)厚膜的爆裂。目前,科學家們已經(jīng)了解,這種分子是如何發(fā)揮這項功能的。
雙重抗突變能力
結核桿菌為了制造它的菌膜,需要InhA酶連同輔因子一起來激活酶??茖W家們發(fā)現(xiàn),吡啶霉素能與輔因子結合,并中和它。
但是,吡啶霉素的作用并不止于此。它還能阻止制造菌膜所需的、InhA結合部位的其他元素。論文的第一作者Ruben Hartkoorn解釋道:“數(shù)十年來,制藥工程的研究者們,一直都在尋找TB桿菌的這個弱點。”
通過同時結合這兩個元素并中和它們,吡啶霉素阻止細菌生成菌膜,最終,細菌就像一個氣球**一樣破滅。更好的是,這個雙重功能大大降低了細菌產(chǎn)生耐藥性的風險,因為為了產(chǎn)生耐藥性,兩種不同的特異性突變必須在同一時間內(nèi)存在。這一點變得越來越重要,因為多重耐藥結核病例呈上升趨勢。
大自然的教訓
本研究的共同作者、EPFL教授Cole解釋說:“就藥物設計而言,這是來自大自然的一個有力的教訓。相比較合成分子來說,天然發(fā)生的分子,其三維結構經(jīng)常更加復雜,更加彎曲。正是這種結構,使得吡啶霉素能同時結合到這兩個部位上。”
事實上,雖然吡啶霉素能如此有效地結合,但是這種分子還沒有準備好用于治療:因為,它不能在患者體內(nèi)持續(xù)足夠長的時間。這是生物工程技術能夠接替大自然的地方——發(fā)展這個分子的一種更加強壯的版本。這也正是Karl-Heinz Altmann帶領的ETH團隊正在繼續(xù)進行的研究工作。Cole說:“最終,我們能增加這個分子的結合位點,因此它能抑制其它致病菌的重要功能。”
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