Биологи раскрыли механизм, позволяющий кишечной палочке и другим микробам синтезировать исключительно сильные антибиотики класса микроцинов. Эти соединения эффективно уничтожают сальмонеллу, возбудителей пневмонии и множество других опасных патогенов.
"Наше открытие открывает путь к созданию не только новых антибиотиков, но и других белковых молекул для борьбы с онкологией и иными заболеваниями. Используя подобные молекулярные машины и короткие пептиды, мы сможем получить целый спектр инновационных лекарств", — с энтузиазмом пояснил Константин Северинов, профессор Сколтеха и университета Ратгерс.
Растущая угроза супербактерий
Медицинское сообщество все острее сталкивается с проблемой появления микробов, устойчивых к действию антибиотиков. Среди этих супербактерий встречаются как редкие виды, так и широко распространенные опасные патогены, включая золотистый стафилококк и пневмококк. Этот вызов заставляет ученых искать новые антибактериальные молекулы в самых необычных источниках.
Например, ранее китайские исследователи обнаружили перспективные антибиотики в желудке гусениц хлопчатниковой совки, где симбиотические бактерии производят защитные токсины. Похожие соединения также были найдены в крови опарышей, варанов и крокодилов.
Микроцины: природное оружие бактерий
Ученым давно известно, что многие бактерии, включая кишечную палочку, производят микроцины. Эти короткие белковые молекулы служат для уничтожения конкурирующих микробов, не имеющих защиты от подобных токсинов, тем самым освобождая жизненное пространство.
Несмотря на огромный потенциал микроцинов, их применение в медицине сдерживалось одной ключевой загадкой: биологи не понимали принцип работы фермента McbBCD, ответственного за сборку этих молекул. Совместными усилиями российских и зарубежных исследователей этот вопрос был решен благодаря получению точной трехмерной структуры фермента с использованием ускорителя частиц.
Раскрыт секрет работы молекулярной машины
Оказалось, что McbBCD уникальным образом одновременно запускает и ускоряет две необходимые реакции. Этот процесс превращает безобидные белковые заготовки микроцинов в их мощную "боевую" форму, способную эффективно поражать бактерии-мишени.
Расшифровка механизма действия McbBCD позволяет рассматривать его как универсальный "конструктор" антибиотиков. Ученые смогут произвольно модифицировать структуру молекул, создавая новые типы микроцинов и похожих терапевтических агентов из различных пептидов.
Светлые перспективы для медицины
Это открытие вселяет надежду на то, что человечество сможет сдержать распространение супербактерий и одержать победу в этой важнейшей гонке. Более того, эксперименты с McbBCD могут привести к созданию высокоизбирательных версий микроцинов, способных проникать в раковые клетки и подавлять их размножение, предлагая решение еще одной серьезной медицинской проблемы.
Изображение: Фотобанк Freepik
Источник: scientificrussia.ru
