研究人员已经确定了致命细菌对抗生素产生耐药性的关键机制。
这一发现为寻找有效的新型抗生素提供了一个潜在的新药物靶点,因为我们面临着日益严重的抗菌素耐药性(AMR)和细菌病原体引起的感染的威胁。
这项研究调查了用于治疗包括结核病在内的一系列细菌感染的喹诺酮类抗生素。喹诺酮类药物通过抑制细菌酶、旋切酶和拓扑异构酶IV发挥作用,从而阻止生长所必需的DNA复制和RNA合成。
它们是目前医学中广泛使用的非常成功的抗菌剂,然而细菌对它们和其他治疗的耐药性是一个严重的问题。
先前的研究已经确定了一种由五肽重复蛋白(PRPs)产生引起的耐药机制,这是一种也起DNA回转酶抑制剂作用的分子家族。
其中一种被称为MfpA,使喹诺酮类药物对结核病的病原体结核分枝杆菌具有耐药性。
在这项研究中,约翰英尼斯中心Tony Maxwell教授小组的研究人员着手发现PRPs(如MfpA)如何在分子水平上起作用。
他们从耻垢分枝杆菌中纯化了MfpA,耻垢分枝杆菌是结核分枝杆菌的近亲,他们发现MfpA可以抑制DNA螺旋酶的超螺旋反应,而DNA螺旋酶是喹诺酮类药物治疗结核分枝杆菌的靶点。
进一步的研究表明,MfpA可以防止喹诺酮类药物对gyrase的中毒,从而保护细菌宿主细胞免受抗生素的侵害。
利用x射线晶体学,研究人员发现MfpA结合到gyrase的atp酶结构域,这解释了它抑制超缠绕反应和防止喹诺酮中毒的能力。
进一步的研究工作将涉及基于MfpA-gyrase结构的分子建模,以设计可以模拟这种相互作用的小分子,并提供更多关于其工作原理的见解。