Een groep wetenschappers uit Rusland, Duitsland en de Verenigde Staten, onder leiding van Skoltech-wetenschappers Ilya Osterman, Petr Sergev, Olga Dontsova en Daniel Wilson van de Universiteit van Hamburg, heeft het mechanisme bestudeerd waarmee tetracenomycine X werkt, het proces van eiwitsynthese in bacteriën blokkeren. Ze ontdekten dat het anders werkt dan het bekende antibioticum tetracycline, die goede vooruitzichten biedt voor het overwinnen van antibioticaresistentie bij bacteriën.

Resistentie van bacteriën tegen antibiotica is een van de belangrijkste problemen van de moderne geneeskunde en gezondheidszorg. De confrontatie tussen bacteriën en antibiotica-ontwikkelaars is als een wapenwedloop waarin mensen nauwelijks gelijke tred houden met microscopisch kleine parasieten. Veel traditionele antibiotica zijn al ineffectief tegen nieuwe bacteriestammen, dus wetenschappers moeten met iets nieuws komen. De werking van antibiotica is meestal gericht op het blokkeren van de belangrijkste processen van bacteriële activiteit:de synthese van nucleïnezuren, eiwitten en celwanden. Nieuwe antibiotica zijn meestal vergelijkbaar met hun voorgangers, dus vroeg of laat bacteriën vinden wapens tegen hen.

Aromatische polyketiden zijn een van de meest bekende groepen antibiotica, waaronder tetracyclines, ontdekt in het midden van de 20e eeuw, samen met penicillines, veel gebruikt in de geneeskunde.

Tetracenomycine is een lid van een relatief nieuwe groep aromatische polyketiden. Eerder, men geloofde dat ze doordringen in bacterieel DNA en verstoringen in de replicatie veroorzaken (verdubbeling van DNA tijdens celdeling). Echter, onderzoekers van het Skoltech Center for Life Sciences, samen met collega's van de Staatsuniversiteit van Moskou en de Universiteit van Hamburg, hebben ontdekt dat een van de vertegenwoordigers van deze familie, tetracenomycine X, blokkeert eiwitsynthese; Bovendien, het hecht niet aan de kleine subeenheid van het ribosoom, zoals tetracycline, maar naar de grote.

"Met behulp van cryo-elektronenmicroscopie, het was mogelijk om de bindingsplaats van tetracyclinomycine X aan het ribosoom te bepalen, het bevindt zich in de tunnel waardoor het gesynthetiseerde peptide het ribosoom verlaat, tegenover de plaats waar de bekende eiwitsyntheseremmers - macroliden en steptogramines B - binden, ", zegt Skoltech-hoofdonderzoeker Ilya Osterman.

De resultaten geven aan dat tetracenomycine X geen kruisresistentie heeft met reeds bekende remmers van eiwitsynthese, dus bacteriestammen zullen er niet resistent tegen zijn.

Het nieuwe structurele motief van de eiwitsyntheseremmer en de nieuwe antibiotische bindingsplaats op het ribosoom kunnen nuttig zijn voor de ontwikkeling van nieuwe antibacteriële geneesmiddelen.

De studie is gepubliceerd in Natuur Chemische Biologie .