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研究人员致力于了解淋病对抗生素的耐药性

导致淋病的细菌稳定而无情地从药物的防御中滑落,获得对曾经可靠的药物的抵抗,包括青霉素,四环素和环丙沙星。这些以前的忠实拥护者不再用于治疗性传播疾病。

2010年,一些负责淋病的细菌淋病奈瑟菌开始对最后一类抗生素产生抗药性,疾病控制和预防中心开始推荐“双重治疗”,这意味着医生现在开两种药物同时要对抗淋病。目前,这两种药物是头孢曲松,头孢菌素类抗生素和阿奇霉素的成员。

由于担心淋病可能会破坏这些最后的防御措施,结晶学家克里斯托弗戴维斯博士等研究人员的工作至关重要。

生物化学与分子生物学系教授,MUSC结构生物学中心主任戴维斯说:“我们正在研究那些让每个人都在诊所里担心的事件的分子水平。”

戴维斯的研究小组刚刚发表了一篇论文,展示了头孢菌素如何结合并灭活一种被称为青霉素结合蛋白2(PBP2)的淋球菌蛋白。在博士后研究员Avinash Singh博士的带领下,研究人员发现蛋白质经历了关键的结构变化,包括扭曲和滚动环以结合抗生素,从而增强与头孢菌素的反应。没有这些变化,蛋白质对抗生素的反应会慢得多。

戴维斯解释说,所有抗生素的工作都是针对某一特定疾病的基本功能。头孢菌素通过攻击细菌细胞壁起作用。

通常,PBP2沿着细菌细胞的细胞质膜移动,伸出细胞质膜和外膜之间的空间,寻找要结合的肽。戴维斯说,蛋白质将肽连接在一起形成网状物 - 就像杂货店的洋葱袋一样。但抗生素在进入肽之前会跳入蛋白质中。

“正常情况下,蛋白质在膜层周围走动,但其活性部位被抗生素阻断,因此所有这些与肽底物的潜在相互作用都没有结果,”戴维斯说。

由于蛋白质没有使用而没有构建网状物,孔开始出现在细胞壁中。戴维斯说,细胞质开始泄漏,细胞破裂死亡。

然而,已经在日本,法国,西班牙和最近在加拿大鉴定的抗性菌株通过阻止抗生素与蛋白质靶标结合而逃避了头孢菌素的致死作用。他们如何实现这一目标是戴维斯研究的重点。

在淋病的抗性菌株中,PBP2蛋白有60个突变。戴维斯的团队已经确定了六个突变位于抗药性的根源,正在研究突变如何改变蛋白质对抗生素的反应方式。

戴维斯说,一旦研究人员了解突变如何阻止抗生素开展工作,就可以开发新药。知道哪些突变是重要的还可以允许开发诊断测试以告诉医生特定患者是否具有抗性菌株,因此,开出哪些药物。

戴维斯表示,突变似乎限制了蛋白质的灵活性,阻止了结合抗生素所需的结构变化。这引发了一个新的谜团。如果这些运动对其结合多肽和构建保持细胞壁完整的网状物的作用至关重要,那么突变如何阻断抗生素但仍然允许正常反应?“这是我们研究中最迷人的方面,”戴维斯说。

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