Close
10 августа 2020, Понедельник

Какими будут антибиотики будущего

17.07.2020 Источник: POPMECH.RU 329

Какими будут антибиотики будущегоФото из открытых источников

Ученые из Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН, МФТИ и ВШЭ исследовали взаимодействие известного природного антибиотика с его мишенью с помощью молекулярного моделирования. Эти данные помогут разработать эффективные антибиотики нового типа.

Злоупотребление антибиотиками приводит к быстрому развитию резистентности (устойчивости) бактерий, что создает угрозу здоровью людей во всем мире. Поэтому поиск и разработка новых классов антибактериальных средств с неиспользуемым сегодня способом действия крайне актуальны. В микробиологии известны небольшие антимикробные белки, называемые лантибиотиками, которые обладают бактерицидным потенциалом.

Низин, наиболее изученный лантибиотик, был обнаружен еще до открытия Александром Флемингом пенициллина. Низин никогда не использовали в клинической практике из-за нестабильности в организме человека. Однако он широко применяется в качестве пищевого консерванта с 1953 года без каких-либо признаков развития резистентности. Низин эффективно борется, в первую очередь, против бактерий с однослойной мембраной. Есть сведения об активности в сочетании с ионами металлов против нескольких штаммов с двухслойной стенкой. Лантибиотик убивает бактерии путем разрушения мембраны и остановки синтеза клеточной стенки. Он активно взаимодействует со специфической мишенью в мембране клетки — липидом II. Несмотря на известность и активное использование в пищевой промышленности, механизм антимикробного действия низина на атомном уровне остается неизученным.

В своей работе авторы сначала искали комплексообразующие состояния обеих изолированных молекул в их природной среде. Полноразмерный низин и его N-концевой модуль распознавания поместили в водный раствор, а липид II встроили в модельную бактериальную мембрану. Дополнительное моделирование было выполнено для молекул в контрольных средах, в которых ранее проводились эксперименты. Далее ученые провели молекулярное моделирование активной части низина в присутствии аналога «головки» липида II в водном растворе. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

«Полученные данные помогли изучить спонтанное образование комплексов и механизм распознавания молекулами друг друга», — поясняет один из авторов, Антон Чугунов, доцент Физтех-школы физики и исследований им. Ландау МФТИ и старший научный сотрудник ИБХ РАН.

После этого авторы разработали вычислительную методику «энергии пирофосфатного фармакофора», которая помогает легко идентифицировать в траекториях молекулярной динамики конформации низина, которые могут образовывать комплекс с липидом II. Наконец, основываясь на наиболее частых конформациях обеих молекул, ученые сконструировали предполагаемый комплекс модуля распознавания низина с липидом II в модельной бактериальной мембране, который оставался стабильным в течение длительного периода моделирования. Оказалось, что низин образует стабильный комплекс с двумя конформациями (состояниями) липида II.

«Наши результаты показывают, какие конформации липида II способны взаимодействовать с антибиотиками. Предыдущие исследования не учитывали липидное окружение, которое значительно влияет на поведение мишени. Наши расчеты показали, что всего 20−30% поверхности головной группы доступно для взаимодействия в природной среде. Это сильно ограничивает свободу выбора положений для связывания с низином. Судя по всему, до всего двух конформаций. Таким образом, становится понятно, как нужно расположить молекулу антибиотика, чтобы она подействовала так же, как низин, или даже более эффективно. Разработанная нами модель связывания упростит поиск молекул-кандидатов, которые потом можно будет экспериментально исследовать на эффективность против бактерий», — дополняет Роман Ефремов, профессор Физтех-школы физики и исследований им. Ландау МФТИ, заведующий лабораторией моделирования биомолекулярных систем ИБХ РАН.

Материал предоставлен пресс-службой МФТИ

‹ Назад Вперед ›

Комментарии для сайта Cackle
Популярные новости / Прогнозы, предсказания
Современная Россия согласно предсказаниям Вольфа Мессинга
24.01.2019 51422

Вольф Мессинг заслуженно пользовался авторитетом самого сильного медиума и ясновидящего. Это признавали во всех странах, в том числе и в Советском Союзе, где ему довелось не только жить, но и плодотворно работать, на практике демонстрируя чудеса человеческих возможностей.

Обратимся к старославянскому календарю: 2019 год - это лето Парящего Орла
30.12.2018 16167
Сибирь – «место силы» Земли, надежда на спасение человечества
13.11.2018 11461
Предсказания на 2019 год от самых авторитетных оракулов
01.12.2018 6818
Загадочный прорицатель назвал дату конца света
19.02.2019 6562
Самое популярное
Деревья собираются подключить к сети 5G
08.08.2020 259

Ученые намерены установить наблюдение за состоянием деревьев с помощью специальных датчиков, подключенным к сети 5G.

Раскрыт принцип действия российской вакцины от коронавируса
Электромобиль Tesla совершил свой первый оборот вокруг Солнца
Тайна смерти «кричащей мумии» раскрыта
На дне Балтийского моря нашли уникальные образования
Ученые NASA знают о приближении гигантского астероида, но молчат об этом?
Гипноз спас девушку, которая питалась только чипсами и картошкой
Календарь
‹‹‹ Август, 2020    
ПнВтСрЧтПтСбВс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31