Nature：来自土壤细菌的新抗生素，对抗耐药超级细菌！

根据发表在《自然》杂志上的一项新研究，伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家们发现了一种新的抗生素，可能是对抗耐药超级细菌的堡垒。

这项研究引入了一种叫做马可霉素的抗生素，这种抗生素是由土壤中的细菌自然产生的。

马可霉素通过与细菌的核糖体结合而起作用，核糖体是制造细胞所有蛋白质的分子机器。这是抗生素发挥作用的一种常见方式，雷茨基药学院（Retzky College of Pharmacy）的药物科学助理教授、该论文的第一作者德米特里·特拉文（Dmitrii Travin）说。

“核糖体是目前处方的所有抗生素中约三分之一的靶标。”雷茨基药学院药学助理教授特拉文说。

但是manikomycin以一种全新的方式作用于核糖体。

特拉文说：“这种新的抗生素令人惊叹，因为它靶向了核糖体的一个位点，这是以前任何其他分子从未靶向过的。”

马可霉素以一种新的方式攻击核糖体，可以规避病原体对抗生素产生耐药性的现有机制。

瑞茨基药学院的杰出教授亚历山大·曼金（Alexander Mankin）说，这意味着“细菌需要层层筛选才能找到耐药性”。这篇论文是Mankin和UIC的合著者Dorota Klepacki和Nora Vá；zquez-Laslop共同撰写的。

熟悉的目标，新的攻击

马霉素是一种由一种叫做链霉菌的细菌自然产生的肽。因为这种细菌生活在土壤中，它必须与环境中的许多其他微生物竞争。它产生像马可霉素这样的抗生素化合物，作为与其他细菌竞争的生存策略。

几十年前人们就已经知道了巨型链霉菌。它已经是其他抗生素的来源，包括广泛使用的土霉素。但特拉文和曼金在加拿大麦克马斯特大学的同事们使用了巧妙的筛选方法来寻找可能由链霉菌产生的其他抗生素。

这使得研究人员能够发现细菌少量产生的有价值的化合物，但这些化合物被更丰富的化合物所掩盖。

“这就像一个类比：你端上一顿晚餐，每个人都知道盘子里有一块美味的牛排，”曼金说。但也有黑鱼子酱，少量放在小盘子里，之前被忽略了，因为每个人都在追逐牛排。

当马可霉素与核糖体结合时，它会干扰蛋白质的产生过程，并阻止一个重要分子离开核糖体。这完全阻止了蛋白质的合成。

有希望的线索

不过，manikomycin还没有准备好作为药物使用。

曼金说：“这种抗生素在血液中停留的时间不够长，无法有效杀死动物或人类体内的细菌，因此，在成为临床使用的药物之前，这种抗生素还有一些需要改进的地方。”“但重要的是我们知道抗生素的化学结构，我们确切地知道它是如何与核糖体结合的。”德国汉堡大学的研究小组的合作者获得了马霉素与核糖体结合的高分辨率结构。

研究人员还确定了马可霉素是如何进入细菌细胞的。他们发现它使用多种运输途径——这是另一个可能使耐药性更难产生的因素。

他们还研究了产生马可霉素的细菌如何保护自己免受其影响。通过了解这种自我保护机制，研究人员可以修改抗生素，使其能够克服类似的耐药性策略。

“如果你正在制造武器，你需要保护自己免受它的伤害，”特拉文说。

参考文献

A natural depsipeptide antibiotic binds the E-site of the bacterial ribosome