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研究提供了耐药生物膜的新案例

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PROVIDENCE,R.I. [布朗大学] - 当异物如导管进入人体后,细菌可能不仅侵入它也组织成一个光滑的涂层 - 生物膜 - 这是对抗生素高度抗性。像复杂的有组织的犯罪环一样,生物膜不能被传统手段的基本方法击败。相反,医生和药物开发者需要复杂的新情报,揭示网络中的关键角色以及他们如何运作。由布朗大学生物学家领导的新研究提供了关于标志性细菌大肠杆菌中的一些关键蛋白质的完整档案。

在本周在生物化学杂志的发表的一篇论文中,研究人员描述了几个主要嫌疑人的基因和它们所产生的“毒素 - 抗毒素”的蛋白质对。通过分析结构和原子级X射线晶体学,球队在布朗和德州农工的精巧细致的蛋白质的结合; M大学做的情况下“的MqsR”和“MQSA”蛋白质是值得瞄准的重要运营商破坏生物膜形成的希望。

“开发新的抗生素已经非常困难,他们都非常的目标相同的几种蛋白质,”通讯作者丽贝卡页,分子生物学,细胞生物学和生物化学布朗的助理教授。 “我们的蛋白质属于一个蛋白质家族,因为他们能够导致新的抗生素集,所以他们从未被调查过。这确实提供了一个新的途径。“

MqsA和MqsR的组合或复合体的主要作用是它们看起来控制许多基因的转录,包括控制”persister“细胞生长的基因,具有抗生素抗性成分的生物膜。在正常人群中,持久者是百万分之一。在生物膜中,它们是百分之一。 Page说:“MqsR:MqsA复合物不仅结合其自身的基因启动子,而且结合并调节对生物膜形成重要的其他基因的启动子。 “这是唯一已知的毒素 - 抗毒素系统,能够这样做的。”

一个奇怪的鸟

的MQSA抗毒素是不寻常,因为它是有影响的,页面的团队报告。首先,蛋白质类似于一只拥有巨大翅膀的鸟 - 它们将它比作“星际迷航”(Star Trek)上的克林顿“猛禽”(Bird of Prey)舰 - 需要每个翼尖上的金属锌来保持稳定。当毒素与其毒素和DNA结合时,抗毒素对毒素在mRNA上的操作能力,挤压关键部位或活性位点的能力也非常严格,因此它们紧密结合在一起(大约十亿分之一米)无法进入。

由于毒素的活性是关键的健康和留存和生物膜细胞的福利,毒素 - 抗毒素的特性结合,调节他们带来一些潜在的药物发展战略,佩奇说。大多数时候,毒素与抗毒素结合,使细胞生长。在其他条件下,抗毒素被破坏,毒素可以自由切割或停用mRNA。这阻止了现有的持续生物膜和生物膜细胞的进一步生长,而是使他们处于休眠状态,避免使用抗生素等。如果这个劈开时间过长,细胞就会死亡。

因此,两种药物研发方法可能是找到能够保持毒素 - 抗毒素对始终相关的化合物(以便毒素无活性,因此不会发生裂解),或者保持它们全部分开时间(以便毒素是活跃的并且始终发生切割)。抗毒素上的锌也可能被证明是一个目标。

调查正在进行中,但现在在街上,这个字是MqsA和MqsR,热量正在上升。

除了Page之外,本文的其他作者还有布朗分子药理学,生理学和生物技术系的研究生Breann Brown和副教授Wolfgang Peti以及化学工程学教授Thomas Wood 在得克萨斯州A& M。



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