Penicillin resistance mystery unraveled


Penicillin resistance mystery unraveled

En ny undersøgelse foretaget af forskere i Storbritannien, Canada og USA har opløst mysteriet med penicillinresistens i en bakterie, der forårsager dødelig lungebetændelse, hvilket signaliserer muligheden for, at det antibiotikum, der blev opdaget af Alexander Fleming i 1928, kunne komme tilbage. Forskerne håber, at deres resultater også vil bidrage til at udvikle designer antibiotika til bekæmpelse af MRSA og andre farlige bakterier.

Undersøgelsen er offentliggjort i den 7. marts udgave af Journal of Biological Chemistry Og blev ledet af dr. Adrian Lloyd, Department of Biological Sciences ved Warwick University, UK, og andre kolleger fra Warwick, Université Laval, Ste-Foy i Quebec og Rockefeller University i New York.

Streptococcus pneumoniae er ansvarlig for 5 millioner børnedødsfald hvert år over hele verden. Det dræber også 7 procent af de 1 million ældre amerikanere, der fanger pneumokok lungebetændelse hvert år.

Lloyd og hans team har ikke kun opdaget præcis, hvordan bakterien bliver immun mod penicillin, men de mener, at fundet fundet, hvordan man kan forstyrre bakteriens modstand, så penicillin kan genvinde sin tidligere styrke som antibiotikum.

Penicillin svækker bakterier ved at stoppe dem med at bygge cellevægge ordentligt; Det blokerer deres evne til at lave det beskyttende mesh, som omgiver hver celle. Netværket hedder Peptidoglycan og findes i flere typer bakterier, herunder Streptococcus pneumoniae og MRSA.

Forskerne fandt, at penicillinresistente S. pneumoniae-bakterier bruger et protein, MurM, som et enzym til at hjælpe med at opbygge dipeptidbroer i peptidoglycan. Et højt niveau af dipeptidbroer i peptidoglycan "mesh" synes at være en forudsætning for høj resistens overfor penicillin. Dette er blevet fundet ud fra prøveudtagning af penicillinresistente stammer af Streptococcus pneumoniae hos patienter med pneumokokinfektioner.

Holdet i Warwick formåede at replikere MurMys handling i laboratoriet, hvor de kunne følge trinvis kemisk peptidoglycan-syntese.

De sammenlignede den kemiske opførsel af penicillinresistente og penicillin-modtagelige stammer af Streptococcus pneumoniae og viste, at de brugte MurM forskelligt. De var i stand til at bestemme det nøjagtige trin, hvor den mere modstandsdygtige belastning kan have lavet et evolutionært spring og derved opnået konkurrencefordel.

MurM i den stærkt penicillinresistente Streptococcus pneumoniae-stamme 159 understøttede mere alanylering end serylering, medens MurM i den penicillin-modtagelige stamme Pn16 understøttede serylering mere end alanylering i syntesen af ​​peptidoglycan.

Disse resultater vil give forskere mulighed for at målrette MurM kemi i Streptococcus pneumoniae på en måde, der underminerer dette fordelagtige trin og dermed forstyrre bakteriens modstandsdygtighed over for penicillin.

På samme måde, fordi MRSA og andre bakterier bruger den samme type peptidbroer til syntetisering af deres peptidoglycan beskyttelsesnet, kan det også være muligt at anvende denne viden til også at gøre penicillin potent mod dem.

En anden spinoff er, at de værktøjer, som Lloyd og kollegaer plejede at spore hvert trin involveret i syntesen af ​​peptidoglycan af Streptococcus pneumoniae, kan bruges til at se på lignende processer i andre farlige bakterier og dermed åbne en ny vej til udvikling af designer antibiotika, der Forstyrre modstanden.

Som med meget gennembrudsforskning er det ikke kun de nye værktøjer, der bliver værdifulde, men netværket af relationer og kontakter, hvis samarbejde udgør et reservoir af teamfærdigheder og talenter til fremtidige udviklinger. I dette tilfælde kaldes det nye netværk det britiske Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network eller UK-BaCWAN, og omfatter akademikere fra kemi, biologi og medicin samt biotekvirksomheder.

"Karakterisering af tRNA-afhængig peptidbindingsdannelse af MurM i syntesen af ​​Streptococcus pneumoniae Peptidoglycan."

Adrian J. Lloyd, Andrea M. Gilbey, Anne M. Blewett, Gianfranco De Pascale, Ahmed El Zoeiby, Roger C. Levesque, Anita C. Catherwood, Alexander Tomasz, Timothy DH Bugg, David I. Roper og Christopher G. Dowson.

J. Biol. Chem. Vol. 283, udgave 10, s. 6402-6417, 7. marts 2008

DOI: 10,1074 / jbc.M708105200

Klik her for Abstrakt.

Klik her for UK Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network (UK-BaCWAN).

Kilder: BBC News,.

Unraveling the Mystery of Immunity | Dr. James Crowe, Jr. | TEDxNashville (Video Medicinsk Og Professionel 2018).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom