土壤细菌激素发现为新的,改进的抗生素提供了肥沃的地面

Streptomyces共凝血细菌

土壤 - 居住的链霉菌在培养皿中产生抗生素的共霉菌细菌。信用:Christophe Corre

  • 科学家们首次在土壤细菌中控制抗生素生产的机制沃里克大学和蒙纳士大学
  • 研究报告自然可能导致改善现有抗生素的制造,并开辟了发现新的机会
  • 大多数临床使用的抗生素源自土壤细菌,但很难找到,因为它们的生产在实验室培养物中被关掉

发现激素状分子如何转向土壤细菌中的抗生素生产可以解锁未开发的机会,以获得我们的脚下的药物。

在澳大利亚沃里克大学工作的国际科学家队,澳大利亚蒙纳士大学工作,确定了一种生物机制的分子基础,可以实现现有抗生素的更有效和成本效益的生产,也可以让科学家们发现新的土壤细菌的抗生素。

它详述于今天(2月3日)在期刊上发表的新研究中自然

大多数临床使用的抗生素是由微生物如细菌产生的分子。其中大多数是叫做肌动菌的土壤细菌,其在实验室中培养,以允许它们产生的分子提取。然而,这些分子的生产经常在实验室培养物中关闭,使它们难以找到。

细菌使用类似于激素的小分子紧密控制其抗生素的生产。Warwick和Monash的团队研究了他们之前发现的这些细菌激素的特定类别,其称为2-烷基-4-羟甲基甲基呋喃-3-羧酸或AHFCA,以了解它们在控制抗生素的生产方面发挥了什么作用在actinobacterium streptomyces共孔中。

使用X射线晶体学和单颗粒冷冻电子显微镜技术,它们分析了蛋白质的结构,称为转录因子,与特定区域结合脱氧核糖核酸来自细菌。这可以防止细菌产生抗生素。

然后,它们确定具有与其结合的AHFCA激素之一的合成版本的转录因子的结构,这表明DNA是如何释放的,并且接通抗生素生产。

联合领导作者克里斯科议员兼沃里克大学生命科学大学综合生物学副教授表示:“抗生素抵抗正在成为一个主要问题,我们迫切需要新的抗生素来解决它。yabo124yabovip2021

“我们已经知道类似的过程控制许多商业上重要分子的产生。如果我们理解控制这些化合物的生产的机制,我们可以改善该过程,使其更具经济可行。

“事实证明,虽然我们只看一类特定的荷尔蒙,但我们发现的机制似乎在actinobacteria的所有不同激素类别中保存。”

actinobacteria比常规细菌更复杂。它们通常不是其他形式的细菌,它们具有复杂的开发循环,即抗生素的生产被整合到。

然而,当在纯粹的培养中生长这些细菌通常会关闭抗生素的生产,混淆科学家的努力研究它们。通过了解如何控制该过程的分子机制,科学家们可以在实验室培养物中切换生产不产生的新抗生素。

Corre博士补充说:“我们可以使用这些策略来打开肌动菌的新抗生素的生产。其中,我们希望发现一些可能对处理抗性微生物和其他疾病的感染有用。这些化合物很难通过传统过程找到。“

发现的关键是确定与DNA结合的转录因子的复合物的结构,这需要在蒙纳士大学使用单颗粒冷冻电子显微镜设施,克服X射线晶体学的挑战。

Greg Challis教授,他联合领导了该研究,并在沃里克化学大学和蒙纳士大学联合任命,说:“只使用X-确定了这种类型的蛋白质-DNA复合物的适度数量的结构。yabovip2021由于获得合适的晶体的挑战,过去几十年的雷晶晶体晶体学结晶。通过使用冷冻电子显微镜,我们已经避难了这一挑战,这应该使其更容易确定未来类似复合物的结构。如果没有沃里克和蒙纳士的同事的联合专业知识,则不可能阐明这些激素的分子基础。“

参考文献:“用于控制抗生素产生的分子基础是一种细菌激素”,山山ZHOU,哈斯汀Bhukya,Nicolas Malet,Peter J. Harrison,Dean Rea,Matthew J.Belousoff,Hariprasad Venugopal,Paulrina K. Sydor,Kathryn M.款式,Lijiang Song,Max J.Cryle,Lona M.Alkhalaf,VilmosFülöp,Gregory L. Challis和Christophe Corret,2月3日2021年,自然
DOI:10.1038 / s41586-021-03195-x

该研究得到了英国研究和创新的皇家社会和生物技术和生物科学研究理事会的支持。

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