Akademie věd Českej republiky oznámila, že jej výskumníkom z mikrobiologického ústavu sa v spolupráci s vedcami z Tokijskej univerzity podarilo dešifrovať kľúčový molekulárny mechanizmus, ktorým príroda – konkrétne pôdne mikroorganizmy – vytvára antibiotiká zo skupiny linkosamidov.
Výskum publikovali v časopise Nature Chemistry a prináša zásadné poznatky o prírodných mechanizmoch tvorby linkosamidov, ktoré môžu byť využité aj pri návrhu antibiotík novej generácie.
Linkosamidové antibiotiká sú účinné v boji proti závažným bakteriálnym infekciám, vrátane tých, ktoré spôsobujú niektoré rezistentné patogény. Český tím už predtým dosiahol úspech vytvorením vysoko účinného hybridného linkosamidového antibiotika, ktoré kombinuje vlastnosti dvoch prírodných látok. „Tento úspech bol možný vďaka nášmu objavu, že dva veľmi podobné enzýmy z príbuzných biosyntetických dráh katalyzujú prekvapivo úplne odlišné reakcie,“ vysvetľuje Zdeněk Kameník, vedúci českej časti tímu.
Výrobná linka antibiotík
Biosyntéza antibiotík funguje ako premyslená výrobná linka v továrni. Na jej začiatku je jednoduchá molekula, ktorú možno nájsť v každej bunke. Len niekoľko pôdnych mikroorganizmov má však špecializované enzýmy, teda „robotníkov“, ktorí túto molekulu postupne upravujú. Krok za krokom vzniká zložitá látka presne tvarovaná tak, aby sa dokázala prichytiť k ribozómom patogénnych baktérií, čím im znemožní ďalšiu existenciu.
Čítajte viac Antibiotiká prestávajú fungovať, čo s tým? Slovenskí vedci nezaháľajú, tento objav prináša nádej
„Každý enzým vo výrobnej linke má špecifickú úlohu. My sme zistili, čo spôsobuje, že dva podobné enzýmy z dvoch rôznych mikroorganizmov vykonávajú úplne odlišné funkcie, čo vedie k produkcii rozdielnych linkosamidových antibiotík,“ popisuje člen tímu Stanislav Kadlčík.
V aktuálnom výskume vedci detailne objasnili, ako odlišné „skrutkovače a kľúče“ táto dvojica enzýmov využíva, aby správne plnili svoju úlohu. Tieto poznatky zahŕňajú presnú identifikáciu kľúčových aminokyselín v katalytickom centre enzýmov a ich vplyv na výslednú chemickú štruktúru antibiotík.
Čítajte viac Vedci bijú na poplach. Životu dôležité lieky prestávajú účinkovať, zomierajú milióny
Výsledky ukazujú, že príroda vie „preprogramovať“ enzýmy jednoduchou výmenou niekoľkých aminokyselín, čím sa celý biosyntetický proces posunie do inej dráhy a vznikne odlišná látka. „Tieto znalosti nám ukazujú, ako príroda vytvára nové antibiotické látky. Môžeme ich využiť nielen na pochopenie evolúcie týchto procesov, ale aj na prípravu nových liekov, ktoré budú účinné aj proti stále odolnejším bakteriálnym patogénom,“ uzatvára Zdeněk Kameník.