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科学家发现杀死结核菌的天然抗生素
2013-12-06 11:31 来源:环球医学资讯 责任编辑:云霄飘逸
[导读] 现代技术的发展,已经使我们能够合成越来越多的靶向药物。但是,科学家们仍然要从大自然母亲那里学习很多。吡啶霉素(Pyridomycin)——由非病原性的土壤细菌产生的一种物质,已被发现是对抗引起结核病的一个相关细菌菌株的有效抗生素。
一种天然抗生素原来是对抗结核病的致命武器。科学家们发现,这种天然抗生素有一个意想不到的双重功能,大大降低了TB细菌产生耐药性的概率。这项研究成果发表在12月1日的《Nature Chemical Biology》杂志上。
现代技术的发展,已经使我们能够合成越来越多的靶向药物。但是,科学家们仍然要从大自然母亲那里学习很多。吡啶霉素(Pyridomycin)——由非病原性的土壤细菌产生的一种物质,已被发现是对抗引起结核病的一个相关细菌菌株的有效抗生素。瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)的科学家们,发现了该分子这种意想不到的性能,目前,他们对这种分子如何发挥功能有了一个更好的理解。吡啶霉素复杂的三维结构,使其能够在结核杆菌中的一种关键酶的两个部位上同时发挥作用,通过这种方式,大大降低了细菌产生多重耐药性的风险。瑞士联邦理工学院(ETH)的研究者及其同事们,将这项研究成果发表在12月1日的《Nature Chemical Biology》杂志上。
瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)全球卫生研究所的主任Stewart Cole,带领一个团队,在2012年发现了吡啶霉素的抗痨剂作用。通过抑制“InhA”酶的活性,吡啶霉素确实造成了细菌脂质厚膜的爆裂。目前,科学家们已经了解,这种分子是如何发挥这项功能的。
双重抗突变能力
结核杆菌为了制造它的菌膜,需要InhA酶连同辅因子一起来激活酶。科学家们发现,吡啶霉素能与辅因子结合,并中和它。
但是,吡啶霉素的作用并不止于此。它还能阻止制造菌膜所需的、InhA结合部位的其他元素。论文的第一作者Ruben Hartkoorn解释道:“数十年来,制药工程的研究者们,一直都在寻找TB杆菌的这个弱点。”
通过同时结合这两个元素并中和它们,吡啶霉素阻止细菌生成菌膜,最终,细菌就像一个气球爆炸一样破灭。更好的是,这个双重功能大大降低了细菌产生耐药性的风险,因为为了产生耐药性,两种不同的特异性突变必须在同一时间内存在。这一点变得越来越重要,因为多重耐药结核病例呈上升趋势。
大自然的教训
本研究的共同作者、EPFL教授Cole解释说:“就药物设计而言,这是来自大自然的一个有力的教训。相比较合成分子来说,天然发生的分子,其三维结构经常更加复杂,更加弯曲。正是这种结构,使得吡啶霉素能同时结合到这两个部位上。”
事实上,虽然吡啶霉素能如此有效地结合,但是这种分子还没有准备好用于治疗:因为,它不能在患者体内持续足够长的时间。这是生物工程技术能够接替大自然的地方——发展这个分子的一种更加强壮的版本。这也正是Karl-Heinz Altmann带领的ETH团队正在继续进行的研究工作。Cole说:“最终,我们能增加这个分子的结合位点,因此它能抑制其它致病菌的重要功能。”
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