Раскрыт механизм действия антибиотика-прорыва тейксобактина

Учёные из Утрехта выяснили, как мощный антибиотик тейксобактин убивает бактерии. Обнаружение тейксобактина стало важной вехой в борьбе с устойчивыми к лекарствам супербактериями. Однако до сих пор было неизвестно, как именно тейксобактин связывается со своей мишенью. Международная группа под руководством доктора Маркуса Вейнгарта из Утрехтского университета представила структуру тейксобактина 5 июня в журнале Nature Communications.

Тейксобактин — это небольшой природный пептид, продуцируемый бактериями, живущими в почве. Он убивает патогенные бактерии без обнаруживаемой резистентности. Несмотря на высокий потенциал, тейксобактин требует улучшений из-за чрезмерно высокой стоимости синтеза и неблагоприятной растворимости. Однако недостаточные знания о механизме его связывания препятствуют поиску более совершенных аналогов.

Исследователи из Утрехтского университета использовали ЯМР-спектроскопию в твёрдом теле, которая работает как сверхмощный микроскоп, чтобы определить механизм действия тейксобактина непосредственно в нативных бактериальных клеточных мембранах. Впервые учёным удалось определить структуру тейксобактина, связанного с его мишенью — молекулой Lipid II, небольшой, но важной молекулой на поверхности мембраны бактерий. Они также раскрыли, как тейксобактин распознаёт широкий спектр мишеней, что необходимо для уничтожения широкого спектра бактерий.

Раскрытие медицинского потенциала

Неожиданно было обнаружено, что тейксобактин также образует крупные липкие сети на поверхности клетки, которые, подобно губкам, впитывают Lipid II, в конечном итоге убивая бактерию. Молекула-мишень Lipid II, известная как ахиллесова пята бактерий, эффективно захватывается в плотной сети тейксобактина. «Это открытие стало неожиданностью, поскольку ранее считалось, что для уничтожения бактерий достаточно прямого связывания с Lipid II», — говорит последний автор работы Маркус Вейнгарт из Утрехтского университета, специализирующийся на изучении механизма действия антибиотиков. «Любопытно, что мы показываем: прямое связывание с Lipid II относительно слабое, если мембраны заряжены отрицательно, что характерно почти для всех бактериальных клеточных мембран».

Эти новые данные дают ключевые подсказки для синтетического улучшения тейксобактина, что необходимо для раскрытия его медицинского потенциала. «Тейксобактин может стать одним из наших самых мощных оружий против патогенов, таких как M. tuberculosis, который ежегодно убивает более миллиона человек», — объясняет доктор Маркус Вейнгарт. «Теперь, благодаря нашему исследованию, мы гораздо лучше понимаем, как тейксобактин убивает бактерии, и, наконец, знаем структуру комплекса тейксобактина с его мишенью Lipid II. Мы ожидаем, что эта структура позволит нам и исследователям по всему миру разработать ещё более мощные антибиотики».