科学突破将有助于设计未来的抗生素
布里斯托尔大学的研究人员专注于细菌中酶的作用,这些酶会分裂抗生素的结构,使其停止工作,使细菌具有耐药性。
这项新发现发表在化学通讯这表明,测试酶对某些抗生素的反应是可能的。
希望这一见解将帮助科学家开发新的抗生素耐药性的风险要低得多,并针对特定的疫情选择最好的药物。
布里斯托尔大学的研究团队使用了一种被称为QM/MM(量子力学/分子力学模拟)的诺贝尔奖获奖技术,能够在分子水平上洞察被称为“β -内酰胺酶”的酶是如何对抗生素产生反应的。
研究人员特别想了解对碳青霉烯类抗生素日益增长的耐药性,碳青霉烯类抗生素被称为许多细菌感染和大肠杆菌等超级细菌的“最后手段”抗生素。
对碳青霉烯类抗生素的耐药性使得一些细菌感染无法治疗,导致轻微感染变得非常危险,甚至可能致命。
QM/MM模拟显示,整个过程中最重要的一步是酶“吐出”分解的抗生素。如果这个过程发生得很快,那么这种酶就能够继续咀嚼抗生素,细菌就会产生耐药性。如果过程缓慢,那么酶被“堵塞”,不能分解更多的抗生素,所以细菌更有可能死亡。
这种“吐出来”的速度取决于反应能垒的高度——如果能垒高,反应发生得慢;如果它很低,它发生得更快。
布里斯托尔大学化学学院的阿德里安·穆赫兰教授说:“我们已经证明,我们可以使用计算机模拟来识别哪些酶分解并快速吐出碳青霉烯,哪些酶分解得很慢。”
“这意味着这些模拟可以在未来用于测试酶,预测和了解耐药性。我们希望这将确定它们如何对抗不同的药物-这是开发新药物的有用工具抗生素并帮助选择治疗特定疾病爆发的最佳药物。”