Российские химики нашли вещество для антибиотика нового поколения

МОСКВА, 30 июн — РИА Новости. Биохимики из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова совместно с коллегами из Германии и США открыли механизм воздействия молекулы тетраценомицина на рибосомы, синтезирующие белок у бактерий. Это соединение может стать основой для разработки новых перспективных антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Сhemical Biology.

Устойчивость бактерий к антибиотикам — одна из основных проблем современной медицины и здравоохранения, усугубляющаяся из года в год. Резистентность возникает спонтанно вследствие произвольных мутаций или из-за неправильного применения противомикробных препаратов. По данным ВОЗ, все больше инфекций — пневмонию, туберкулез, заражение крови, заболевания пищевого происхождения — становится труднее, а иногда и невозможно вылечить из-за снижения эффективности традиционных антибиотиков, поэтому ученым приходится придумывать что-то новое.

Большинство известных антибактериальных препаратов направлено на блокировку самых важных процессов жизнедеятельности бактерий: синтез нуклеиновых кислот, белков и клеточной стенки.

Сотрудники химического факультета НИИФХБ имени А. Н. Белозерского и Института функциональной геномики МГУ, Сколтеха, Гамбургского университета и Университета Иллинойса изучили молекулярный механизм воздействия соединения тетраценомицина на рибосомы бактерий, которые отвечают за синтез белка.

Тетраценомициновые антибиотики обнаружили более 40 лет назад. Долгое время ученые предполагали, что они работают за счет воздействия на ДНК бактерий. Авторы исследования показали, что тетраценомицин воздействует не на генетический материал клеток, а на большие субъединицы рибосом. По структуре это вещество схоже с группой хорошо изученных антибиотиков тетрациклинов, которые тоже нарушают синтез белка, но связываются совсем с другим участком рибосомы.

В то же время оказалось, что молекула тетраценомицина ингибирует трансляцию белков как с бактериальной, так с человеческой рибосомы, то есть этот антибиотик может быть потенциально опасным для человека. Ученые предположили, что модификацией тетраценомицина можно снизить его цитотоксичность.

"Наиболее интересный момент — мы нашли новый сайт связывания антибиотика в рибосоме. Поэтому мутации на разных участках рибосом, которые дают устойчивость к другим антибиотикам, не влияют на связывание тетраценомицина, то есть нет кроссрезистентности (устойчивости микроорганизма к антибиотикам близких групп. — Прим. ред.). Открытие нового сайта связывания открывает путь к модификации и улучшению антибиотика", — приводятся в пресс-релизе университета слова первого автора статьи Ильи Остермана, старшего научного сотрудника химического факультета МГУ и главного научного сотрудника Центра наук о жизни Сколтеха.

Ароматические поликетиды, к которым относится тетраценомицин, — одна из самых известных групп антибиотиков, открытых в середине ХХ века, широко используемая в медицине наравне с пенициллинами.

Один из представителей этого семейства — тетраценомицин X — блокирует синтез белков у бактерий, не обладая при этом перекрестной резистентностью с уже известными ингибиторами синтеза белка, то есть бактериальные штаммы не будут к нему заведомо устойчивы.

Изученная молекула обладает важной особенностью. Связывание тетраценомицина с рибосомами происходит по уникальным позициям — нуклеотидным основаниям в белках субъединицы рибосомы, — недоступным для других антибиотиков, что дает хорошие перспективы по преодолению устойчивости к антибиотикам у бактерий.

Работа ученых поддержана совместным грантом Российского научного фонда и Немецкого научно-исследовательского сообщества DFG.