Способността на бактериите да развиват резистентност срещу антибиотиците е нарастваща заплаха за здравето на хората в световен мащаб.
Сега германски микробиолози може би са намерили алтернативен начин за лечение на инфекциозни заболявания чрез редки молекули, известни като „антивитамини“. По-точно изследователите проучват как един антивитамин на витамин В1 може да стане обещаващо ново оръжие срещу тези „супербактерии“.
Както подсказва името, антивитамините са вещества, които действат конкретно срещу витамините, блокирайки или ограничавайки активността на тези жизненоважни молекули. Очевидно те не са нещо, което трябва да приемаме твърде често, но при някои обстоятелства биха могли да са полезни.
Антивитамините са достатъчно подобни на техните витаминни еквиваленти, че заблуждават биологичните системи, че са едни и същи молекули, но малко различни по начин, който ги прави катастрофално дефектни заместители, като по този начин потискат функцията на витамините и стават токсични за приемащите ги бактерии.
Изследователите от Университета в Гьотинген, Института Макс Планк и Тексас A&M изследват естествен антивитамин, наречен 2'-метокси-тиамин (MTh). Този антивитамин се произвежда от бактерии, които убиват конкуриращи се микроби в тяхната среда и екипът проучва как работи, с оглед потенциалното му адаптиране като антибиотик.
Интересното е, че MTh се различава от витамин В1 само с един атом.
"Само един допълнителен атом в антивитамините действа като зрънце пясък в сложната зъбчата система като блокира фино настроената й механика", обяснява Кай Титман (Kai Tittmann), водещ автор на изследването.
Досега са описани само три естествено срещащи се антивитамини. Това са розофлавин (RoF), който работи срещу витамин В2 (рибофлавин), гинкготоксин (GT), антивитаминът на В6 (пиридоксин) и 2'-метокси-тиамин (MTh), който може да бъде сбъркан с В1 (тиамин).
Изследователите използват протеинова кристалография върху Е. coli и човешки ензими, за да видят как антивитаминът MTh работи като токсин.
Кредит: Structural basis for antibiotic action of the B1 antivitamin 2′-methoxy-thiamine, Nature Chemical Biology
Те откриват, че метиловата част на молекулата (СНЗ) е заместена от метокси-групата (O-CH3), която е по-голяма и нарушава метаболитните реакции, в които обикновено участва В1.
Тя изхвърля протеиновия глутамат от останалата част от молекулата, което води до слепването на глутаматите и не им позволява да участват в реакциите.
Използвайки компютърни симулации, екипът открива също, че еквивалентните човешки протеини изглежда не се засягат от фалшивия витамин.
"Човешките протеини или изобщо не се свързват с антивитамините, или поне не по такъв начин, че да са "отровени", подчертава химикът Берт де Гроот (Bert de Groot) от Института Макс Планк.
Това означава, че антивитаминът MTh би могъл да се използва за объркване на важните функции на съответните им витамини в бактериите, като оставя човешките системи непокътнати.
"Природата е развила ензимни системи, които могат ефективно да разграничат структурно подобни съединения, които се различават само с един допълнителен атом", пише екипът в своята статия. "На този етап е трудно да се предвиди дали и по кои механизми бактериите могат да развият резистентност срещу MTh".
Ако MTh може да наруши работата на бактериалната клетка, практически без да засяга човешките клетки, тогава терапията с антивитамини наистина може да се превърне в една от най-ефективните алтернативи на антибиотиците.
Справка: Structural basis for antibiotic action of the B1 antivitamin 2′-methoxy-thiamine
Fabian Rabe von Pappenheim, Matteo Aldeghi, Brateen Shome, Tadhg Begley, Bert L. de Groot & Kai Tittmann
Nature Chemical Biology (2020), DOI: https://doi.org/10.1038/s41589-020-0628-4
Източник: Strange Forms of Vitamins Called 'Antivitamins' May Fight Antibiotic-Resistant Superbugs, Science Alert
Още по темата
Медицина
Открито е ново съединение, което убива устойчиви на антибиотици супербактерии
Животът
В Арктика има гени на "супербактерия", а не трябва да са там (видео)
Животът
Откриха нов тип антибиотици в почвата, способни да преборят супербактериите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари