مکانیسم ابتکاری آنتی بیوتیک plectasin برای کشتن باکتری

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، یک آنتی بیوتیک کوچک به نام پلکتاسین plectasin از مکانیسم ابتکاری برای کشتن باکتری ها استفاده می کند.

یک تیم تحقیقاتی به رهبری زیست شناس ساختاری مارکوس وینگارت و بیوشیمی دان Eefjan Breukink در دانشگاه اوترخت، چگونگی شکل گیری ساختار Velcro را ترسیم کردند. کشف آنها که در Nature Microbiology منتشر شده است، رویکرد جدیدی را نشان می دهد که می تواند پیامدهای گسترده ای برای توسعه آنتی بیوتیک ها برای مبارزه با مقاومت ضد میکروبی داشته باشد.

تیم تحقیقاتی عملکرد پلکتاسین، یک آنتی بیوتیک مشتق شده از قارچ Pseudoplectania nigrella را بررسی کردند.

به طور سنتی، آنتی بیوتیک ها با هدف قرار دادن مولکول های خاص در سلول های باکتریایی عمل می کنند. با این حال، مکانیسم عمل پلکتاسین تا کنون به طور کامل شناخته نشده بود. مطالعات قبلی یک مدل مرسوم را پیشنهاد کردند که در آن پلکتاسین به مولکولی به نام Lipid II، که برای سنتز دیواره سلولی باکتری حیاتی است، شبیه به کلیدی که در یک قفل قرار می گیرد، متصل می شود.

مطالعه جدید فرآیند پیچیده تری را نشان می دهد. پلکتاسین فقط مانند یک کلید در قفل عمل نمی کند. در عوض، ساختارهای متراکمی را بر روی غشاهای باکتریایی حاوی لیپید II تشکیل می دهد. این کمپلکس های فوق مولکولی، لیپید II هدف خود را به دام می اندازند و از فرار آن جلوگیری می کنند. حتی اگر یک لیپید II از پلکتاسین جدا شود، در ساختار Velcro باقی می ماند و قادر به فرار نیست.

Weingarth این ساختار را با Velcro جایی که پلکتاسین قلاب های میکروسکوپی را تشکیل می دهد که به حلقه های باکتری متصل می شوند مقایسه می کند. در Velcro معمولی، اگر یکی از حلقه ها از قلاب خود جدا شود، همچنان در کل ساختار به دام می افتد. همین امر در مورد باکتری های به دام افتاده در روبنای پلکتاسین نیز صدق می کند: آنها می توانند از اتصال پلکتاسین رها شوند، اما در روبنا به دام می مانند. این از فرار باکتری ها و ایجاد عفونت های بیشتر جلوگیری می کند.

علاوه بر این، محققان دریافتند که وجود یون های کلسیم باعث افزایش بیشتر فعالیت ضد باکتریایی پلکتازین می شود. این یون ها با مناطق خاصی از پلکتازین هماهنگ می شوند و باعث تغییرات ساختاری می شوند که به طور قابل توجهی اثر ضد باکتریایی را بهبود می بخشد. یون ها نقش مهمی در عمل پلکتاسین دارند. نمونه های پلکتاسین رنگ عجیبی دارند که به وجود یون ها اشاره دارد.

احتمالاً پلکتاسین به دلیل نگرانی های ایمنی، کاندیدای ایده آل آنتی بیوتیک نیست. با این حال، در مطالعه ما، نشان می دهیم که (مکانیسم Velcro) به طور گسترده در بین آنتی بیوتیک ها مورد استفاده قرار می گیرد، که تاکنون نادیده گرفته شده است. از این رو، تلاش های آینده در زمینه طراحی دارو نه تنها باید بر نحوه اتصال اهداف متمرکز شود، بلکه باید بر چگونگی جمع آوری مؤثر داروها نیز تمرکز کند. بنابراین، مطالعه ما یک شکاف دانش بزرگ را که می تواند پیامدهای گسترده ای برای طراحی داروهای بهتر برای مبارزه با تهدید فزاینده مقاومت ضد میکروبی داشته باشد، می بندد.