Penicillin resistance mystery unraveled


Penicillin resistance mystery unraveled

Eine neue Studie von Forschern in Großbritannien, Kanada und den USA hat das Geheimnis der Penicillin-Resistenz in einem Bakterium entworfen, das eine tödliche Pneumonie verursacht und signalisiert die Möglichkeit, dass eines Tages das von Alexander Fleming im Jahr 1928 entdeckte Antibiotikum ein Comeback machen könnte. Die Forscher hoffen, dass ihre Ergebnisse auch dazu beitragen, Designer-Antibiotika zu entwickeln, um MRSA und andere gefährliche Bakterien zu bekämpfen.

Die Studie erscheint in der 7. März Ausgabe der Journal of Biological Chemistry Und wurde von Dr. Adrian Lloyd, der Abteilung für Biowissenschaften an der Warwick University, UK und anderen Kollegen aus Warwick, der Université Laval, Ste-Foy in Quebec und der Rockefeller University in New York geführt.

Streptococcus pneumoniae ist verantwortlich für 5 Millionen Kinder Todesfälle jedes Jahr auf der ganzen Welt. Es tötet auch 7 Prozent der 1 Million älteren Amerikaner, die Pneumokokkenpneumonie jedes Jahr fangen.

Lloyd und sein Team haben nicht nur genau entdeckt, wie das Bakterium immun gegen Penicillin wird, aber sie glauben, dass der Befund zeigt, wie man den Widerstand des Bakteriums stört, so dass Penicillin seine frühere Potenz als Antibiotikum wiedererlangen kann.

Penicillin schwächt Bakterien, indem sie sie bauen, Zellmauern richtig zu bauen; Es blockiert ihre Fähigkeit, das schützende Netz zu machen, das jede Zelle umgibt. Das Netz wird als Peptidoglycan bezeichnet und ist in verschiedenen Arten von Bakterien, einschließlich Streptococcus pneumoniae und MRSA, vorhanden.

Die Forscher fanden heraus, dass Penicillin resistente S. pneumoniae Bakterien ein Protein, MurM, als Enzym zu helfen, Dipeptid Brücken in der Peptidoglycan zu helfen. Ein hoher Grad an Dipeptidbrücken im Peptidoglycan "Mesh" scheint eine Voraussetzung für eine hohe Resistenz gegen Penicillin zu sein. Dies wurde aus der Probenahme von Penicillin-resistenten Stämmen von Streptococcus pneumoniae bei Patienten mit Pneumokokken-Infektionen gefunden.

Das Team von Warwick gelang es, die Arbeit von MurM im Labor zu replizieren, wo sie in der Lage waren, die Schritt-für-Schritt-Chemie der Peptidoglycan-Synthese zu verfolgen.

Sie verglichen das chemische Verhalten von Penicillin-resistenten und Penicillin-anfälligen Stämmen von Streptococcus pneumoniae und zeigten, dass sie MurM anders verwendet haben. Sie waren in der Lage, den genauen Schritt zu ermitteln, wo die widerstandsfähigere Belastung einen evolutionären Sprung gemacht hat und dadurch Wettbewerbsvorteil erlangt hat.

MurM im stark penicillinresistenten Streptococcus pneumoniae-Stamm 159 unterstützte mehr Alanylierung als die Serylierung, während MurM im Penicillin-anfälligen Stamm Pn16 die Serylierung mehr als die Alanylierung bei der Synthese von Peptidoglycan unterstützte.

Diese Erkenntnisse ermöglichen es Forschern, die MurM-Chemie in Streptococcus pneumoniae in einer Weise zu erreichen, die diesen vorteilhaften Schritt untergräbt und damit die Resistenz des Bakteriums gegen Penicillin stört.

Ähnlich, weil MRSA und andere Bakterien die gleiche Art von Peptidbrücken verwenden, um ihr Peptidoglykan-Schutzgewebe zu synthetisieren, kann es möglich sein, dieses Wissen zu verwenden, um auch Penicillin gegen sie zu machen.

Ein weiterer Spinoff ist, dass die Werkzeuge, die Lloyd und Kollegen verwendet haben, um jeden Schritt, der bei der Synthese von Peptidoglykan durch Streptococcus pneumoniae beteiligt ist, zu verfolgen, um ähnliche Prozesse in anderen gefährlichen Bakterien zu betrachten und damit eine neue Avenue für die Entwicklung von Designer-Antibiotika zu öffnen Den Widerstand stören

Wie bei vielen bahnbrechenden Recherchen sind es nicht nur die neuen Werkzeuge, die wertvoll werden, sondern das Netzwerk von Beziehungen und Kontakten, deren Zusammenarbeit ein Reservoir an Teamfähigkeiten und Talente für zukünftige Entwicklungen bildet. In diesem Fall heißt das neue Netzwerk das britische Bakterien-Zellwand-Biosynthese-Netzwerk oder UK-BaCWAN und umfasst Akademiker aus Chemie, Biologie und Medizin sowie Biotech-Unternehmen.

"Charakterisierung der tRNA-abhängigen Peptidbindungsbildung durch MurM bei der Synthese von 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 und Christopher G. Dowson.

J. Biol. Chem. Vol. 283, Ausgabe 10, S. 6402-6417, 7. März 2008

DOI: 10.1074 / jbc.M708105200

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Klicken Sie hier für UK Bacterial Cell Wall Biosynthese Network (UK-BaCWAN).

Quellen: BBC News,.

Unraveling the Mystery of Immunity | Dr. James Crowe, Jr. | TEDxNashville (Video Medizinische Und Professionelle 2018).

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