ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Биохимики выяснили точный механизм работы пенициллиновых антибиотиков

Ученые выяснили, как благодаря пенициллину и похожим на него антибиотикам в оболочке микробов возникают небольшие "дыры", которые растут вместе с бактериями и в конечном итоге убивают их. Результаты исследования опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

"В результате деятельности аналогов пенициллина в оболочке золотистого стафилококка образовались небольшие дыры. Эти отверстия постепенно росли вместе с микробами, в результате последние погибали. Это открытие поможет нам создать новые антибиотики", – рассказал один из авторов исследования, профессор Шеффилдского университета (Великобритания) Саймон Фостер.

Антибиотики из класса бета-лактамов, к числу которых относится пенициллин, используются уже более 80 лет. Структуру пенициллина и общие принципы его действия на микробов ученые выяснили еще в середине прошлого столетия, однако точные механизмы его работы не были до конца изучены. Поэтому биологи не могут создать более эффективные аналоги уже существующих лекарств, постепенно теряющих свою эффективность.

В новом исследовании Фостер и его коллеги частично справились с этой проблемой. Наблюдая за тем, как аналоги пенициллина действуют на штаммы золотистого стафилококка, неуязвимые для многих антибиотиков, ученые выделили ферменты бактерий, непосредственно связанные с действием пенициллина и похожих на него антибиотиков на клеточные стенки болезнетворных микробов.

Для этого ученые модифицировали геном бактерий, чтобы можно было наблюдать, как менялась структура их оболочки, а также активность ферментов, связанных с производством различных ее компонентов. Используя этих микробов, биологи проследили за изменениями в жизни микробов после проникновения внутрь них молекул антибиотиков.

Оказалось, что после попадания аналогов пенициллина внутрь стафилококка тот погибал не мгновенно. Вместо этого в оболочке бактерий появлялось множество мелких отверстий, размеры которых по мере роста микробов увеличивались. Со временем это приводило к их гибели и не позволяло стафилококку делиться.

Последующие опыты указали на то, что эти отверстия возникали в результате серии взаимодействий между молекулами антибиотиков и двумя типами бактериальных ферментов, которые отвечают за сборку и переработку молекул пептидогликанов, основного компонента оболочек бактерий. Как обнаружили биологи, антибиотики нарушают баланс между ними, причем они могут делать это двумя разными путями, что приводит к появлению дыр в оболочке стафилококка.

Дальнейшее изучение взаимодействий аналогов пенициллина и этих ферментов, по словам ученых, позволит им понять, как многие болезнетворные бактерии научились защищать себя от действия бета-лактамов. Как надеются профессор Фостер и его коллеги, эти сведения помогут биохимикам создать новые версии антибиотиков, способные уничтожать даже самых стойких микробов.

По материалам сайта ТАСС