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美发现封闭大环内酯抗生素环的酶结构

【 发布时间:2021-07-21 】

  美国明尼苏达州大学和密歇根大学的研究人员日前发现了一种可封闭大环内酯抗生素环的酶结构,通过这种酶研究人员可以合成新抗生素。

  在发表在近期的《自然-化学生物学》网络版上的两篇论文中,研究人员描述了一种更有效、对环境更无害的新抗生素开发方法。新抗生素的研发是解决越来越多的多药物耐药性感染所必须的。明尼苏达州大学药学院的Robert Fecik博士说,“我们一直在努力创造出能够有效控制越来越严重的感染性疾病的新药物,这项新研究能够帮助我们研发出新的抗生素分子”。

  抗生素耐药性是目前全世界最紧迫的公共健康问题。这些最初曾在医院发现的、具有多耐药性的超级细菌目前已经在学校、托儿所和衣帽间等日常生活环境中被发现。普通的抗生素对这些感染束手无策。目前使用的几乎所有抗生素都是由细菌制造出来用于杀死它们敌人的天然分子。细菌利用特殊的蛋白酶来完成制造这些环状抗生素分子的化学步骤。一种增加抗感染的抗生素数量的途径就是从自然中提取并加工这些酶来制造新分子的领域入手。但是如果想高效地完成这个任务,研究人员就需要更加清楚地了解这些酶分子如何利用前体分子来制造抗生素的过程。

  在这项研究中,研究人员首次结晶了一种负责封闭大环内酯抗生素环的酶,他们对这种酶的结构分析揭示出了形成大环内酯抗生素的机制。这种酶对制造新一代大环内酯抗生素至关重要,因为大环内酯抗生素的耐受性很好,并且不良反应较轻微。掌握制造新一代大环内酯抗生素的方法具有极其重要的意义,因为研究人员利用这种方法能够合成成千上万个略有不同的化合物并检测它们的活性。

  研究人员表示,大环内酯的大环结构是由一些线性分子构建成的,即将更小的分子以一种线性装配的形式构建起来。这种酶处于链末端,能使大环封闭并最终形成抗生素。通过这种酶,研究人员能将结构各异的分子加工成一种大环结构,而这种大环结构则是许多大环内酯抗生素分子的一个关键构成部分。