在一項新的研究中，來自荷蘭烏特勒支大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種抗生素用來殺死細(xì)菌的新機(jī)制。他們寫道這種稱為泰斯巴?。╰eixobactin）的抗生素使用了一種雙重分子策略：它阻止細(xì)菌細(xì)胞壁的合成并破壞細(xì)胞膜。這些新的見解將使人們能夠設(shè)計出強(qiáng)大的使細(xì)菌不容易產(chǎn)生抗藥性的抗生素。相關(guān)研究結(jié)果于2022年8月3日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Teixobactin kills bacteria by a two-pronged attack on the cell envelope”。

抗生素被用來治療細(xì)菌感染，是全世界最廣泛使用的藥物之一。它們對于防治呼吸道和腸道的許多感染以及各種皮膚病至關(guān)重要。然而，細(xì)菌對抗生素的抗藥性越來越強(qiáng)，因為目前臨床上使用的大多數(shù)抗生素藥物已經(jīng)使用了大約半個世紀(jì)。2015年，來自美國波士頓的科學(xué)家們成功地分離出了泰斯巴汀，這是大約40年來發(fā)現(xiàn)的第一種新型抗生素。

分離自“不可培養(yǎng)的”細(xì)菌

泰斯巴汀來自所謂的“不可培養(yǎng)的”細(xì)菌，這些細(xì)菌在傳統(tǒng)的實驗室條件下無法生長。這種抗生素對細(xì)菌病原體顯示出非凡的功效，而沒有檢測到抗藥性。然而，人們對泰斯巴汀如何殺死細(xì)菌并不了解。大多數(shù)抗生素與核糖體結(jié)合，通過這樣做，它們抑制了細(xì)菌的蛋白合成。但也有一些抗生素會阻礙細(xì)菌產(chǎn)生肽聚糖，即一種包圍細(xì)菌的保護(hù)膜。泰斯巴汀也會這樣做，但不是以通常的方式。

長纖維

如今，在泰斯巴汀發(fā)現(xiàn)七年后，由烏特勒支大學(xué)的Markus Weingarth副教授領(lǐng)導(dǎo)的一個大型國際團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了它是如何在分子水平上殺死細(xì)菌的。該團(tuán)隊使用了幾種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)，并與泰斯巴汀的發(fā)現(xiàn)者美國東北大學(xué)的Kim Lewis教授和Novobiotic公司進(jìn)行了合作。

寡聚化和膜重構(gòu)。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05019-y。

Weingarth說，“細(xì)菌需要一種叫做脂質(zhì)II的特殊脂質(zhì)來構(gòu)建包圍它們的保護(hù)膜。我們在原子水平上發(fā)現(xiàn)，泰斯巴汀靶向并隔離脂質(zhì)II。之后，泰斯巴汀和脂質(zhì)II一起在細(xì)菌細(xì)胞膜上形成長纖維。漸漸地，這會在細(xì)胞膜上形成一種山谷，然后它會分解并破壞細(xì)胞膜。這是一種獨(dú)特的殺死細(xì)菌策略?！?/p>

針對某些呼吸道疾病的更好藥物

論文第一作者Rhythm Shukla和Weingarth利用固態(tài)核磁共振（solid state nuclear magnetic resonance, ssNMR）技術(shù)在原子水平上解決了泰斯巴汀和脂質(zhì)II在脂質(zhì)膜中形成的復(fù)合物。隨后，他們能夠使用不同的顯微鏡技術(shù)在膜中和細(xì)菌中直接觀察到這些長纖維。

Weingarth說，“這是第一次使用這種強(qiáng)大的方法來闡明膜活性抗生素的作用。作用于細(xì)胞膜的抗生素是非常難以理解的。如今我們知道了泰斯巴汀的作用方式，就有可能合理地設(shè)計出更好的藥物來對付肺炎、肺結(jié)核或耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）感染。對于所有這些呼吸道疾病來說，對當(dāng)前抗生素的抗藥性是一個巨大的問題?！保ㄉ锕?Bioon.com）

參考資料：

Rhythm Shukla et al. Teixobactin kills bacteria by a two-pronged attack on the cell envelope. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05019-y.