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驅(qū)動(dòng)細(xì)菌產(chǎn)生潛在的抗生素和抗寄生蟲(chóng)化合物

導(dǎo)讀 研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法,以刺激隱藏在放線菌基因組中的新抗生素或抗寄生蟲(chóng)化合物的產(chǎn)生,放線菌基因組是放線菌素和鏈霉素等藥物的來(lái)源

研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法,以刺激隱藏在放線菌基因組中的新抗生素或抗寄生蟲(chóng)化合物的產(chǎn)生,放線菌基因組是放線菌素和鏈霉素等藥物的來(lái)源,并且已知具有其他未開(kāi)發(fā)的化學(xué)物質(zhì)。科學(xué)家在“eLife”雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校生物化學(xué)教授薩蒂什•奈爾(Satish Nair)表示,研究人員希望克服數(shù)十年來(lái)的難題,這些難題一直困擾著那些希望研究和利用細(xì)菌可以產(chǎn)生的無(wú)數(shù)抗生素,抗真菌和抗寄生蟲(chóng)化合物的人。這項(xiàng)研究。

他說(shuō):“在實(shí)驗(yàn)室條件下,細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生它們具有制造能力的分子數(shù)量。”“那是因?yàn)樵S多細(xì)菌都是由小分子激素調(diào)節(jié)的,除非細(xì)菌受到威脅,否則它們不會(huì)產(chǎn)生。”

Nair和他的同事想確定這種激素如何影響放線菌中抗生素的產(chǎn)生。通過(guò)將細(xì)菌暴露于正確的激素或激素組合中,研究人員希望刺激微生物產(chǎn)生可用于醫(yī)學(xué)的新化合物。

研究小組專注于avenolide,這種激素在化學(xué)上比早期細(xì)菌激素研究中使用的激素更穩(wěn)定。阿維諾利德調(diào)節(jié)土壤微生物中一種稱為阿維菌素的抗寄生蟲(chóng)化合物的產(chǎn)生。該化合物的化學(xué)修飾形式伊維菌素被用于治療河盲癥,這是一種由蠅類傳播的疾病,在開(kāi)發(fā)該藥物之前,這種蠅類使數(shù)百萬(wàn)人致盲,其中大多數(shù)人在撒哈拉以南非洲。

對(duì)于這項(xiàng)新研究,化學(xué)研究生Iti Kapoor在實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)發(fā)了比以前更簡(jiǎn)化的合成阿維內(nèi)酯的方法。這使研究小組能夠研究激素與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)外的受體之間的相互作用。

奈爾說(shuō):“使用一種稱為X射線晶體學(xué)的方法,Iti和生物化學(xué)專業(yè)的研究生Philip Olivares能夠確定激素如何與其受體結(jié)合以及在沒(méi)有激素的情況下該受體如何與DNA結(jié)合。”“通常,這些受體位于基因組上,它們基本上起著制動(dòng)作用。”

研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)激素與之結(jié)合時(shí),受體就會(huì)失去與DNA結(jié)合的能力。這可以關(guān)閉剎車,使生物體能夠排出防御性化合物,例如抗生素。

知道受體的哪些區(qū)域參與激素和DNA的結(jié)合后,研究團(tuán)隊(duì)就可以掃描數(shù)十種放線菌的基因組,以找到具有正確特性的序列來(lái)結(jié)合其受體或相似受體。這個(gè)被稱為基因組挖掘的過(guò)程,使研究小組能夠鑒定出90種放線菌,這些 放線菌似乎受到阿韋洛利或同級(jí)其他激素的調(diào)節(jié)。

奈爾說(shuō):“我們的長(zhǎng)期項(xiàng)目是吸收這90種細(xì)菌,使其在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng),向它們添加化學(xué)合成的激素,并觀察正在產(chǎn)生什么新分子。”“我們方法的優(yōu)點(diǎn)在于,我們現(xiàn)在可以使細(xì)菌產(chǎn)生通常在實(shí)驗(yàn)室中無(wú)法制造的大量分子。”

他說(shuō),其中一些新化合物可能與醫(yī)學(xué)有關(guān)。

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