科學家們發(fā)現(xiàn)了抗生素庫的細菌進化是如何為藥物提供新的日照的
都柏林三一大學的科學家們發(fā)現(xiàn),兩種非常不同的細菌已經(jīng)開發(fā)出了不同的抗生素武庫,這些抗生素在與細菌鄰居的戰(zhàn)爭中非常有效。確切地說,抗生素是如何對抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的,科學家們?yōu)樗幬镌O計師提供了新的選擇,他們試圖遏制人類抗菌素耐藥性構(gòu)成的全球威脅。
如果不能開發(fā)出有效的抗生素,對現(xiàn)有藥物的耐藥性將會帶來災難性的后果。據(jù)估計,到本世紀中葉,僅在30年內(nèi),抗菌素耐藥性將導致全球每年高達1000萬的死亡率。到2030年,世界銀行(world bank)將全球國內(nèi)生產(chǎn)總值(gdp)的彈性成本定為3.4萬億美元。對這種新的、有效的治療方法的需要是直接和巨大的。
剝貓皮的方法不止一種。這句諺語就是這么說的,它暗示著同樣的目的可以用不同的方式實現(xiàn)。在剛剛發(fā)表在《自然通訊》(nature communications)雜志上的研究中,三位一體的科學家勾勒出了自然界中這一事件的一個迷人的例子。在這種情況下,自然選擇為同一個問題提供了兩種截然不同的答案——最終使細菌戰(zhàn)爭中的成功競爭成為可能。
希望對一種酶的功能進行基礎(chǔ)研究,這種酶參與了本文所報道的細菌外殼的合成,將有助于揭示這一迫切需要的補救措施。
馬丁·卡弗雷教授是生物化學和免疫學三位一體學院的名譽研究員,也是這篇研究論文的主要作者。他說:
具體地說,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了進化是如何導致兩種完全不同類型的細菌想出一種方法來制造兩種非常不同的抗生素,以同樣的方式遠離細菌的鄰居。這是分子收斂進化的一個很好的例子。
雖然這兩種抗生素在化學上是不同的——一種是循環(huán)十肽(球霉素),另一種是大環(huán)內(nèi)酯(粘液霉素)——但它們在關(guān)閉其他細菌細胞包膜關(guān)鍵成分的生產(chǎn)方面取得了顯著的相同效果。這種武器以這種方式殺死或削弱其他細菌。
這種藥物如何幫助設計師?
只要是多么重要,從純科學的角度了解大自然的藝術(shù)和能力創(chuàng)造在分子水平,為這份工作,科學家的結(jié)論有額外的好處提供化學heliografías起草者- pharmacaphores,解釋如何分子結(jié)構(gòu)提供了一個具體行動,比如抗生素效果-已知為細菌在現(xiàn)實世界中工作。
這些日照現(xiàn)在可以用來指導藥物化學家設計新的、更有效的藥物,鑒于全球抗菌素耐藥性的加速威脅,這些藥物迫切需要。
Caffrey教授補充道:
最近,科學家們投入了大量的努力來解決開放的、“不可藥”的目標——其中許多目標缺乏明確的強制性空洞,在這些空洞中,藥物可以專門相互作用以達到預期的效果。在我們的工作中,以細胞壁為中心的細菌目標也有一個強制性的開放表面,但在它的例子中,大自然已經(jīng)想出了至少兩種方法,用抗生素,球霉素和天然粘液霉素,以非常高的親和力瞄準它。他們這樣做的方式是相似和不同的。
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