Статья, опубликованная сегодня в Nature Communications под руководством профессора Дэвида Ропера из Школы наук о жизни Уорика и доктора Луиса Педро Карвалью из Института Фрэнсиса Крика, раскрывает более глубокое понимание того, как антибиотик D-циклосерин уникально работает на молекулярном уровне.Это может привести к созданию более эффективных антибиотиков будущего, которые отчаянно необходимы для борьбы со все более устойчивыми к лекарствам и смертоносными бактериями.D-циклосерин — это старый антибиотик, который эффективен против многих микробных заболеваний, таких как туберкулез, но часто используется в качестве лечения второй линии из-за некоторых побочных эффектов.Теперь исследователи обнаружили, что он химически очень по-разному действует на множество бактериальных мишеней — возможно, это единственный антибиотик в мире, который так действует.
Препарат атакует бактерии, подавляя два отдельных фермента (D-аланин-рацемаза и D-аланин-D-аланин-лигаза), каждый из которых необходим для создания и поддержания структурной целостности стенок бактериальных клеток.Известно, что с ферментом D-аланинрацемаза лекарство образует молекулярную связь с химической группой, необходимой для активности фермента, не давая ему работать.Исследователи впервые наблюдали, как D-циклосерин ингибирует фермент D-аланин-D-аланин-лигаза.Дэвид Ропер, профессор биохимии и структурной биологии в Университете Уорика, прокомментировал:«В этом новом открытии мы видим, что D-циклосерин связывается с ферментом D-аланин-D-аланин-лигазой и химически модифицируется на ферменте.
Образующиеся здесь химические соединения никогда ранее не встречались.«Теперь мы полностью понимаем, как этот антибиотик может иметь совершенно разные методы работы с отдельными мишенями.
Это кажется уникальным среди антибиотиков».Д-р Луис Педро Карвалью из Лаборатории микобактериального метаболизма и антибиотиков Института Фрэнсиса Крика сказал:«Возможно, более важное, чем то, как работает D-циклосерин, это исследование подчеркивает все более очевидный факт: мы знаем гораздо меньше, чем думаем о том, как на самом деле работают антибиотики и как бактерии становятся устойчивыми.
«Только по-настоящему понимая молекулярные и клеточные события, вызванные антибиотиками или в ответ на их присутствие, мы сможем по-настоящему понять, как создавать улучшенные лекарства, которые так необходимы перед лицом нынешней угрозы устойчивости к антибиотикам».В более долгосрочной перспективе цель будет заключаться в изменении структуры D-циклосерина, чтобы он больше напоминал недавно открытые химические соединения, и тем самым произвести более специфичный антибиотик, позволяющий избежать некоторых побочных эффектов D-циклосерина — — возможность более широкого использования в борьбе с устойчивыми к антибиотикам инфекциями.В сфере здравоохранения наблюдается глобальный кризис, потому что бактериальные инфекции становятся все более устойчивыми к антибиотикам, которые мы используем для их лечения.
Устойчивость к противомикробным препаратам угрожает многим аспектам человеческой деятельности, включая медицину и сельское хозяйство, и может привести к большему количеству смертей, чем рак.