Search
ממרח Superbug הוא לא רק באנטיביוטיקה, כך עולה ממחקר חדש

טכניקת רנטגן חדשה חושפת את תפקיד יוני המתכת ביעילות האנטיביוטיקה

חוקרים מסיטי סנט ג'ורג', אוניברסיטת לונדון השתמשו בטכניקת פיזור חדש של קרני רנטגן ברמת דיוק גבוהה במיוחד כדי לחשוף את המיקום והזהות של יוני מתכת בחיידקים החיוניים לאנטיביוטיקה לפעול בצורה מיטבית.

סוגים רבים של חיידקים מייצרים מולקולת אנזים הנקראת טופואיזומראז IV, שמפרקת ומפרידה DNA משוכפל חדש במבנים מורכבים בתוך חיידקים כדי לאפשר לתאים להתחלק ולהתרבות.

תרופות אנטיבקטריאליות הנקראות פלורוקינולונים – למשל דלפלוקסצין – שיכולות להרוג מגוון רחב של חיידקים 'מחפשים' יוני מגנזיום ולהיקשר למבנה המורכב הזה. לאחר החיבור, התרופה מפעילה את השפעותיה הקטלניות על ידי חסימת הטופואיזומראז מלפעול, ובסופו של דבר מונעת מתאי חיידקים להתרבות.

על ידי שימוש בקרני רנטגן בשתי אנרגיות מוגדרות, הצוות קבע את המיקום המדויק של יוני מגנזיום הקשורים לתרופות ואנזים, ובראשון עולמי, הם זיהו נוכחות של יוני אשלגן וכלוריד בקומפלקס האנזים.

החוקרים אומרים כי פריצת דרך זו עשויה ליזום פיתוח של תרופות אנטיבקטריאליות חדשות למגוון מחלות.

המחקר, שפורסם ב PNASהובל על ידי פרופסור מארק פישר מהמכון לחקר מדעי המוח וביולוגיה של התא בסיטי סנט ג'ורג', אוניברסיטת לונדון, בשיתוף עם מדענים במקור האור האימפריאלי ודיימונד.

פרופסור מארק פישר, פרופסור לביולוגיה מולקולרית מבית הספר למדעי הבריאות והרפואה בסנט ג'ורג' בסיטי סנט ג'ורג', אוניברסיטת לונדון, שהיה שותף להובלת המחקר, אמר:
"אנזימים רבים ותרופות חשובות שהורגות חיידקים תלויים ביוני מתכת לצורך פעילותם. פריצת הדרך שלנו באמצעות פיזור קרני רנטגן חשפה את זהויות ומיקומי יוני המתכת בצורה מדויקת יותר מבעבר וצריכה להוות קרש קפיצה להתקדמות חדשה באנזימולוגיה ופיתוח תרופות. "

פיזור קרני רנטגן חוקר את כמות האנרגיה המופקת על ידי יוני מתכת כאשר מופעלת קרן רנטגן. השינוי באנרגיה המשתחררת כאשר נעשה שימוש בקרני רנטגן באנרגיות שונות חושף את זהותם של יוני מתכת שונים והיכן הם שוכנים במבנים ביולוגיים.

בסינכרוטרון של מקור האור היהלום, קרני רנטגן מקו הקרן I23 סיפקו תובנות חדשות על טופואיזומראז IV הקשור לדלפלוקסצין של Streptococcus pneumoniaeחיידק שהוא הגורם העיקרי לדלקת ריאות הנרכשת בקהילה וגורם למחלות מסכנות חיים אחרות כולל דלקת קרום המוח ואלח דם. דלקת ריאות פנאומוקוקלית נפוצה בקרב צעירים ומבוגרים ואחראית לכמיליון מקרי מוות ברחבי העולם בילדים מתחת לגיל חמש מדי שנה.

הבנה גדולה יותר זו של פלואורוקינולונים, מטרות הטופואיזומראז שלהם ותפקידם של יוני מגנזיום, אשלגן וכלוריד תסייע בתקווה לתכנון תרופות להתמודדות עם הבעיה ההולכת וגוברת של מחלות עמידות לתרופות".

פרופסור מארק פישר, פרופסור לביולוגיה מולקולרית מבית הספר למדעי הבריאות והרפואה של סנט ג'ורג' בסיטי סנט ג'ורג', אוניברסיטת לונדון

עבודה זו באה בעקבות שיתוף פעולה ארוך שנים עם הביולוג המבני ופרופסור מארק סנדרסון ב-Imperial, שביחד פתרו את המבנה של קומפלקסים רבים של תרופות טופואיזומראז החיוניים לקידום פיתוח תרופות אנטיבקטריאליות.

פרופסור מארק סנדרסון, מוביל שותף במחקר באימפריאל, אמר:
"מחקר זה לא היה אפשרי בלי להפגיש קבוצות בסיטי סנט ג'ורג', אימפריאל וסינכרוטרון יהלום עם מומחיות שונה מאוד כדי לפתור שאלות מפתח על התפקיד הקטליטי והמבני של יונים ב-DNA טופואיזומראזים."

מחקר זה נתמך על ידי המועצה למחקר רפואי (MRC).

דילוג לתוכן