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小心木馬攜帶禮物:抗菌機制研究新方向

 

    

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圖片:“特洛伊木馬”策略

來源Odinev / Skoltech

Skoltech的研究人員研究了一類天然抗菌劑——Albomycin,microcin C類化合物和agrocin 84都屬于氨;-tRNA合成酶aaRSs抑制劑,它們利用“特洛伊木馬”策略進入入細菌細胞而不被識別,然后阻止蛋白質的合成,最終殺死細菌。研究人員分析了合成這類抗菌劑的基因中負責“特洛伊木馬”的新基因簇——這些可能會有助于指導新抗菌素的生物合成。這篇評論文章發表在皇家科學院化學生物學雜志上。

說到抗菌攻擊,最困難的事情是突破強大的外部防御——要進入目標細胞內部才能部署致命武器。許多抗菌化合物采用了眾所周知的“特洛伊木馬”策略: 它們假扮一種對細菌有價值的化合物的形式出現,一旦獲準進入細胞,就會釋放“內部包藏的士兵”展開攻擊,例如,抑制氨基;鵷RNA合成酶——這是將遺傳信息轉化為蛋白質所需的關鍵酶。

Skoltech博士生Dmitrii Travin、Konstantin Severinov教授和生物醫學教學實驗室負責人Svetlana Dubiley探索了其中三種抗菌劑:Albomycin,microcin C類化合物和agrocin 84,這三種生物武器分別模擬了鐵載體(一種攜帶轉運鐵的化合物)、多肽和阿片(是一種細菌能量源)。

唯一真正能讓細菌保護自己不受這些抗菌素影響的方法是使那些將看似無害的化合物帶入細胞內的轉運載體失去作用。盡管這種情況經常發生,但它可能不會破壞特洛伊木馬抑制劑開發成藥物的潛力,因為各種致病菌以這種方式“致殘”也會降低其危害性,例如YejABEF或鐵鉻轉運蛋白的損失降低了細菌的毒性,并使它們易于被宿主的免疫系統清除。同樣,農桿菌素84內源化所需的Ti質粒編碼AccABCDE轉運蛋白的丟失導致非植物病原性表型。

研究人員分析了編碼這些天然抗菌劑中“特洛伊木馬”的部分,還通過進行生物信息學搜索,找到了其他與編碼已知特洛伊木馬抗菌素的基因簇相似的基因簇!拔覀冇邢薜纳镄畔W分析結果表明,這三類分子的多樣性還沒有完全挖掘出來。經過實驗驗證后,這些化合物可能會成為可行的抗生素!


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