Исследовательская группа из университетов Тюбингена и Геттингена изучила эффекты нового класса антибиотиков, которые эффективны против патогенов с множественной лекарственной устойчивостью. Результаты были опубликованы в научном журнале Angewandte Chemie.

Как объяснила Надин Шиллинг из Института органической химии в Тюбингенском университете, пептидные антибиотики нарушают энергообеспечение бактериальных клеток, что приводит к их гибели. В Европейском союзе в 2015 году было зарегистрировано приблизительно 670 000 резистентных к антибиотикам инфекций, что привело к смерти 33 000 пациентов.

Ученые из Тюбингенского университета обнаружили в 2016 году первый пептидный антибиотик, который содержится в микробиоме человека. Ученые назвали вещество «лугдунином», в честь его производителя — Staphylococcus lugdunensis, который обитает в слизистой оболочке носа человека. Лугдунин имеет необычную химическую структуру и может быть прототипом для нового класса антибиотиков.

Staphylococcus lugdunensis — неподвижные грамположительные кокки диаметром от 0,8 до 1 мкм. Они растут индивидуально, парами, небольшими скоплениями или цепочками длиной от 3 до 5 клеток. Staphylococcus lugdunensis — факультативный анаэроб, который имеет слегка желтоватый цвет. Некоторые штаммы бактерий образуют большое количество лугдунина.

Лугдунин — новый тиазолидиновый циклопептид, который проявляет микромолярную активность против метициллин-резистентного золотистого стафилококка. Антибактериальная активность сильно коррелирует с изменением мембранного потенциала у Staphylococcus aureus.

Исследователи синтезировали различные вещества и изучили механизм действия нового класса антибиотиков. «Каждая бактериальная клетка нуждается в трансмембранном потенциале» — объясняет Шиллинг. — «То есть для патогена крайне важно, чтобы концентрации электрически заряженных частиц внутри и снаружи клетки различались. Антибиотик вызывает «энергетический сбой», поэтому бактериальная клетка умирает».

Многие из новых антибиотиков, используемых в настоящее время, отличаются незначительно от тех, которые имеют множественную резистентность. Лугдунин имеет уникальную химическую структуру и состоит из кольца аминокислотных строительных блоков (пептидной структуры), включающего характерное кольцевое серно-азотное соединение, называемое тиазолидином.

«Многие ранее известные пептидные антибиотики очень специфичны» — объясняет Шиллинг. Лекарственные средства связываются с ферментом благодаря своей пространственной структуре, блокируют необходимые процессы и, таким образом, предотвращают образование новых бактериальных клеток. Лугдунин, с другой стороны, не теряет антибиотический эффект при изменении пространственной структуры; т.е. действие не основано на пространственном взаимодействии.

Чтобы выяснить, эффективен ли новый пептидный антибиотик в качестве терапевтического средства, понадобятся кандидаты для доклинических и клинических исследований. Можно ли использовать лугдунин и сопутствующие препараты в будущем, ученые хотят выяснить, в частности, в рамках продолжающегося с начала 2019года в Тюбингенском университете исследования.

Источник: https://www.univadis.ru
Опубликовано: WILEY, Synthetic Lugdunin Analogues Reveal Essential Structural Motifs for Antimicrobial Action and Proton Translocation Capability