Penicillin resistance mystery unraveled


Penicillin resistance mystery unraveled

En ny studie av forskare i Storbritannien, Kanada och USA har unraveled mysteriet med penicillinresistens i en bakterie som orsakar dödlig lunginflammation, vilket signalerar möjligheten att det antibiotikum som upptäckts av Alexander Fleming år 1928 skulle kunna återkomma. Forskarna hoppas att deras resultat kommer också att bidra till att utveckla designer antibiotika för att bekämpa MRSA och andra farliga bakterier.

Studien publiceras i den 7 mars utgåvan av Journal of Biological Chemistry Och leddes av Adrian Lloyd, Institutionen för biologiska vetenskaper vid Warwick University, Storbritannien, och andra kollegor från Warwick, Université Laval, Ste-Foy i Quebec och Rockefeller University i New York.

Streptococcus pneumoniae ansvarar för 5 miljoner barn dödsfall varje år över hela världen. Det dödar också 7 procent av de 1 miljon äldre amerikanerna som fångar pneumokock lunginflammation varje år.

Lloyd och hans team har inte bara upptäckt exakt hur bakterien blir immun mot penicillin, men de tror att upptäckten visar hur man kan störa bakteriens motstånd så att penicillin kan återfå sin tidigare potens som ett antibiotikum.

Penicillin försvagar bakterier genom att hindra dem att bygga cellväggar ordentligt; Det blockerar sin förmåga att göra det skyddande nätet som omger varje cell. Nätet kallas Peptidoglycan och förekommer i flera typer av bakterier, inklusive Streptococcus pneumoniae och MRSA.

Forskarna fann att penicillinresistenta S. pneumoniae-bakterier använder ett protein, MurM, som ett enzym för att hjälpa till att bygga dipeptidbroar inom peptidoglykanen. En hög nivå av dipeptidbroar i peptidoglykan-nätet verkar vara en förutsättning för hög resistans mot penicillin. Detta har hittats från provtagning av penicillinresistenta stammar av Streptococcus pneumoniae hos patienter med pneumokockinfektioner.

Teamet i Warwick lyckades replikera MurMys handling i laboratoriet där de kunde följa steget för steg kemi av peptidoglykan syntes.

De jämförde det kemiska beteendet hos penicillinresistenta och penicillin-mottagliga stammar av Streptococcus pneumoniae och visade att de använde MurM på olika sätt. De kunde precisera det exakta steget där den mer motståndskraftiga stammen kan ha gjort ett utvecklingssteg och därigenom fått konkurrensfördel.

MurM i den starkt penicillinresistenta Streptococcus pneumoniae-stammen 159 stödde mer alanylering än serylering, medan MurM i den penicillin-mottagliga stammen Pn16 stödde serylering mer än alanylering i syntesen av peptidoglykan.

Dessa resultat kommer att tillåta forskare att rikta MurM kemi i Streptococcus pneumoniae på ett sätt som undergräver detta fördelaktiga steg och därmed störa bakteriens resistens mot penicillin.

På samma sätt, eftersom MRSA och andra bakterier använder samma typ av peptidbroar för att syntetisera deras peptidoglykanskyddande nät, kan det vara möjligt att använda denna kunskap för att göra penicillinpotenta mot dem också.

En annan spinoff är att verktygen som Lloyd och kollegor brukade spåra varje steg som är involverat i syntesen av peptidoglykan genom Streptococcus pneumoniae kan användas för att titta på liknande processer i andra farliga bakterier och därigenom öppna en ny aveny för utveckling av antibiotika för designer som Störa motståndet.

Liksom med mycket genombrottsforskning är det inte bara de nya verktygen som blir värdefulla men nätverket av relationer och kontakter vars samarbete utgör en reservoar av lagkunskaper och talanger för framtida utveckling. I det här fallet kallas det nya nätverket UK Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network eller UK-BaCWAN, och omfattar akademiker från kemi, biologi och medicin samt bioteknikföretag.

"Karakterisering av tRNA-beroende peptidbindningsformation av MurM i syntesen av 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 och Christopher G. Dowson.

J. Biol. Chem. Vol. 283, utgåva 10, sid 6402-6417, 7 mars 2008

DOI: 10,1074 / jbc.M708105200

Klicka här för abstrakt.

Klicka här för UK Bacterial Cell Wall Biosynthesis Network (UK-BaCWAN).

Källor: BBC News,.

What causes antibiotic resistance? - Kevin Wu (Video Medicinsk Och Professionell 2018).

Avsnitt Frågor På Medicin: Sjukdom