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小心木马携带礼物:抗菌机制研究新方向

 

    

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图片:“特洛伊木马”策略

来源Odinev / Skoltech

Skoltech的研究人员研究了一类天然抗菌剂——Albomycin,microcin C类化合物和agrocin 84都属于氨酰基-tRNA合成酶aaRSs抑制剂,它们利用“特洛伊木马”策略进入入细菌细胞而不被识别,然后阻止蛋白质的合成,最终杀死细菌。研究人员分析了合成这类抗菌剂的基因中负责“特洛伊木马”的新基因簇——这些可能会有助于指导新抗菌素的生物合成。这篇评论文章发表在皇家科学院化学生物学杂志上。

说到抗菌攻击,最困难的事情是突破强大的外部防御——要进入目标细胞内部才能部署致命武器。许多抗菌化合物采用了众所周知的“特洛伊木马”策略: 它们假扮一种对细菌有价值的化合物的形式出现,一旦获准进入细胞,就会释放“内部包藏的士兵”展开攻击,例如,抑制氨基酰基tRNA合成酶——这是将遗传信息转化为蛋白质所需的关键酶。

Skoltech博士生Dmitrii Travin、Konstantin Severinov教授和生物医学教学实验室负责人Svetlana Dubiley探索了其中三种抗菌剂:Albomycin,microcin C类化合物和agrocin 84,这三种生物武器分别模拟了铁载体(一种携带转运铁的化合物)、多肽和阿片(是一种细菌能量源)。

唯一真正能让细菌保护自己不受这些抗菌素影响的方法是使那些将看似无害的化合物带入细胞内的转运载体失去作用。尽管这种情况经常发生,但它可能不会破坏特洛伊木马抑制剂开发成药物的潜力,因为各种致病菌以这种方式“致残”也会降低其危害性,例如YejABEF或铁铬转运蛋白的损失降低了细菌的毒性,并使它们易于被宿主的免疫系统清除。同样,农杆菌素84内源化所需的Ti质粒编码AccABCDE转运蛋白的丢失导致非植物病原性表型。

研究人员分析了编码这些天然抗菌剂中“特洛伊木马”的部分,还通过进行生物信息学搜索,找到了其他与编码已知特洛伊木马抗菌素的基因簇相似的基因簇。“我们有限的生物信息学分析结果表明,这三类分子的多样性还没有完全挖掘出来。经过实验验证后,这些化合物可能会成为可行的抗生素。”


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