Нацелив антибиотик на определённый участок в белоксинтезирующей машине, можно по-новому отключить синтез белка в бактериях.

Антибиотики – химическое оружие, которое микроорганизмы используют друг против друга. Заимствуя антибиотики у бактерий и грибов, мы совершенствуем их, чтобы эффективно бороться с инфекциями. Но одновременно возникает другая проблема – проблема лекарственной устойчивости бактерий, которые находят способ вывести антибиотик из своей клетки или, скажем, расщепить его. В последнее время эта проблема особенно обострилась, и по всему миру исследовательские лаборатории ищут новые антибиотики, которые могли бы подействовать на лекарственноустойчивые микроорганизмы.

(Иллюстрация: auntspray / Depositphotos) 

Малая и большая субъединицы бактериальной рибосомы; для белкового синтеза обе субъединицы объединяются на молекуле матричной РНК. (Иллюстрация: redondoself / Flickr.com) 

Сотрудники Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами из Германии и США описывают в Nature Chemical Biology новую мишень для антибиотиков, которая представляет собой участок в бактериальной рибосоме – так называется сложная молекулярная машина для синтеза белков. Мы уже как-то писали, что львиная доля антибактериальных антибиотиков нацелена как раз на синтез белка: они связываются либо с рибосомой, либо со служебными белками, входящими в белоксинтезирующий аппарат – в общем, так или иначе мешают бактерии создавать нужные ей белки.

Другие достаточно крупные классы антибиотиков мешают бактериям синтезировать клеточную стенку, или нуклеиновые кислоты. К числу последних относятся тетраценомицины – их молекулы вклиниваются в бактериальную ДНК и нарушают её репликацию, то есть удвоение, без чего бактерия просто не может делиться. Однако, как выяснили исследователи, один из тетраценомицинов, называемый тетраценомицин X, действует иначе – он работает как «рибосомный» антибиотик, прилипая к рибосоме и блокируя синтез белков.

Рибосома – очень крупная структура с разными функциональными участками. Понять, как именно действует тетраценомицин X, удалось с помощью криоэлектронной микроскопии: оказалось, тетраценомицин X входит в туннель, через который белковая молекула, синтезируемая рибосомой, выходит из неё наружу. Рядом с участком (сайтом) связывания тетраценомицина X есть сайты связывания других известных антибиотиков, макролидов и стептограминов Б, которые также подавляют синтез белка. Но даже если у бактерии есть устойчивость к макролидам и стрептограминам, она не будет устойчивой и к тетраценомицину X.

То есть у нас есть шанс создать новые антибиотики, которые будут действовать, по крайней мере, на некоторые из устойчивых микробов – это могут быть или модификации тетраценомицина, или же какие-то другие молекулы, связывающиеся с тем же участком в бактериальной рибосоме.

По материалам пресс-службы Сколковского института науки и технологий.