根据伊利诺伊大学芝加哥分校最近的研究，一种新发现的抗生素针对两种不同的细胞机制，可能会使细菌产生耐药性的难度提高一亿倍。
研究人员开发出了一种名为大环酮的新型合成抗生素，它针对细菌中的蛋白质生产和 DNA 结构，使细菌极难产生耐药性。他们的研究表明，通过同时破坏两个细胞靶标，大环酮可以显着阻碍耐药细菌的进化。
伊利诺伊大学芝加哥分校的一项开创性研究揭示了大环酮，这是一种新型抗生素，它以两种方式针对细菌，大大降低了耐药性的可能性，标志着传染病治疗向前迈出了重要一步。
根据伊利诺伊大学芝加哥分校最近的研究，一种新发现的抗生素针对两种不同的细胞机制，可能会使细菌产生耐药性的难度提高一亿倍。
对于一篇新论文自然化学生物学，研究人员探讨了一类称为大环酮的合成药物如何破坏细菌细胞功能以对抗传染病。他们的实验表明，大环酮可以通过两种不同的方式发挥作用——要么干扰蛋白质生产，要么破坏蛋白质结构。
由于细菌需要同时对两种攻击进行防御，研究人员计算出耐药性几乎是不可能的。
“这种抗生素的美妙之处在于它可以通过细菌中的两个不同靶点杀死细菌，”伊利诺伊大学芝加哥分校药物科学杰出教授亚历山大·曼金 (Alexander Mankin) 说。 “如果抗生素以相同的浓度击中两个靶点，那么细菌就会通过在两个靶点中的任何一个中获得随机突变而失去产生耐药性的能力。”
大环酮是合成抗生素，结合了两种广泛使用的抗生素的结构和不同的机制。大环内酯类药物，如红霉素，会阻断核糖体，即细胞的蛋白质制造工厂。氟喹诺酮类药物，如环丙沙星，靶向一种称为 DNA 旋转酶的细菌特异性酶。
关于大分子龙的研究结果
由生物科学副教授 Yury Polikanov 和药学研究教授 Mankin 和 Nora Vázquez-Laslop 领导的 UIC 两个实验室检查了不同大环酮药物的细胞活性。
波利卡诺夫的研究小组专门研究结构生物学，研究了这些药物如何与核糖体相互作用，发现它们比传统的大环内酯类药物结合得更紧密。大环酮类药物甚至能够结合并阻断大环内酯类耐药细菌菌株的核糖体，并且无法触发耐药基因的激活。
其他实验测试了不同剂量的大环酮药物是否优先抑制核糖体或 DNA 旋转酶。虽然许多设计在阻断一个或另一个靶点方面效果更好，但以最低有效剂量干扰这两个靶点的设计脱颖而出，成为最有希望的候选者。
波利卡诺夫说：“通过基本上以相同的浓度击中两个靶点，优点是细菌几乎不可能轻易地变化简单的防御基因。”
作者说，这项研究还反映了伊利诺伊大学芝加哥分校分子生物学研究大楼的跨学科合作，来自医学院、药学院、文理学院的研究人员共享邻近的实验室，推动像这样的基础科学发现。
“所有这些工作的主要成果是了解我们需要如何推进，”曼金说。 “我们向化学家提供的理解是，您需要优化这些大环酮以实现这两个靶点。”
参考文献：
“Macrolones 靶向细菌核糖体和 DNA 旋转酶，可以逃避耐药机制”，作者：Elena V. Aleksandrova、Cong-Xuan Ma、Dorota Klepacki、Faezeh Alizadeh、Nora Vázquez-Laslop、Jian-Hua Liang、Yury S. Polikanov 和 Alexander S曼金，2024 年 7 月 22 日，自然化学生物学。
DOI：10.1038/s41589-024-01685-3
该研究由国家普通医学科学研究所、国家过敏和传染病研究所、国家重点研发计划和国家自然科学基金委资助。
除了 Mankin、Polikanov 和 Vázquez-Laslop 之外，该论文的共同作者还包括 Elena Aleksandrova、Dorota Klepacki 和 Faezeh Alizadeh。