科学家发现杀死结核菌的天然抗生素

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。”