• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowe odkrycie może pomóc w opracowaniu setek nowych antybiotyków

    31.10.2008. 17:06
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych odkryli nową molekułę w bakteriach Streptomyces, którą można wykorzystać do pobudzenia bakterii do wytwarzania setek nowych antybiotyków.

    Badania, których wyniki zostały opublikowane w Internecie w Protokołach Narodowej Akademii Nauk (PNAS), zostały w części sfinansowane w ramach unijnego projektu ACTINOGEN (Integracja aplikacji opartych na genomice w celu wykorzystania promieniowców jako źródła nowych antybiotyków).

    Kiedy kolonie bakterii takich jak Streptomyces są narażone na stres, a przez to bardziej wrażliwe na atak innych bakterii, w całej kolonii rozsyłany jest sygnał stymulujący bakterie do wytwarzania antybiotyków jako mechanizmu obronnego.

    Producenci leków wykorzystują już od pewnego czasu tę cechę bakterii Streptomyces, używając pewnych szczepów do wytwarzania antybiotyków na skalę przemysłową. W większości wypadków związki chemiczne wykorzystywane do uruchomienia mechanizmu obronnego bakterii są stosunkowo niestabilne.

    W trakcie ostatnich badań naukowcom z Uniwersytetu Warwick i Centrum im. Johna Innesa w Wielkiej Brytanii udało się zidentyfikować znacznie stabilniejszą grupę związków chemicznych zwanych kwasami 2-alkilo-4-hydroksymetylfuran-3-karboksylowymi (AHFCA), które mogą posiadać zdolność stymulowania różnych ścieżki wytwarzania antybiotyku w bakteriach. Może być to droga do opracowania wielu nowych antybiotyków.

    Zazwyczaj ilości wytwarzanych w bakteriach związków chemicznych, które uruchamiają mechanizm obronny, są zbyt małe, aby chemicy byli w stanie je zanalizować w prosty sposób. W ramach prowadzonych badań, naukowcy wykorzystali 700-MHz urządzenie NMR (nuklearny rezonans magnetyczny) należące do Uniwersytetu Warwick, aby zidentyfikować AHFCA na podstawie zaledwie kilku mikrogramów materiału.

    Chemicy połączyli nowo nabytą wiedzę z danymi na temat sekwencji genetycznych niektórych bakterii Streptomyces, aby wykazać, że grupę związków chemicznych AHFCA można wykorzystać do stymulacji wytwarzania zarówno znanych jak i nowych antybiotyków. Ich założenie potwierdziło się, kiedy dodali AHFCA do kolonii szczepu W81 Streptomyces coelicolor i bakteria wytworzyła antybiotyki w postaci metylenomyciny.

    Choć metylenomycina to znany typ antybiotyków, naukowcy są przekonani, że AHFCA mogą również kontrolować wytwarzanie nowych typów antybiotyków.

    "Pierwsze wyniki sugerują, że to podejście może nas skierować na nowe ścieżki wytwarzania antybiotyków w przypadku niemal 50% bakterii Streptomyces" - powiedział dr Christophe Corre z Uniwersytetu Warwick, główny autor artykułu. "Biorąc pod uwagę tysiące znanych członków rodziny Streptomyces, może to oznaczać, że AHFCA odblokują setki nowych antybiotyków, zasilając nasz kurczący się arsenał skutecznych leków antybiotykowych."

    Naukowcy starają się teraz o środki na dalsze badanie właściwości AHFCA.

    Projekt ACTINOGEN został sfinansowany na kwotę około 9,4 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR).

    Więcej informacji:

    Protokoły Narodowej Akademii Nauk (PNAS):
    http://www.pnas.org/

    Uniwersytet Warwick:
    http://www.warwick.ac.uk

    CORDIS
    url: http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&SESSION=&RCN=30044
    Źródło danych: Uniwersytet Warwick; Protokoły Narodowej Akademii Nauk (PNAS)
    Referencje dokumentu: Corre, C et al. (2008) Kwasy 2-alkilo-4-hydroksymetylfuran-3-karboksylowe - czynniki wywołujące wytwarzanie antybiotyków, odkryte w czasie badania genomu Streptomyces coelicolor. PNAS, publikacja elektroniczna z 27 paźdz

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Streptograminy – grupa naturalnych antybiotyków oraz ich pochodnych, wytwarzanych przez bakterie z rodzaju Streptomyces. W skład każdej streptograminy wchodzą dwa całkowicie odrębne związki chemiczne, pierwsza grupa tych związków (streptograminy A) są cząsteczkami makrolaktonów zawierających wiele nienasyconych wiązań i należą do niej: Natamycyna (nazwa międzynarodowa: Natamycinum) – organiczny związek chemiczny należący do antybiotyków polienowych. Otrzymywany z hodowli bakterii z rodzaju Streptomyces, np. S. natalensis lub S. chattanoogensis. Cefamycyny – grupa antybiotyków bakteriobójczych należących do antybiotyków beta-laktamowych, podgrupy cefemów. Mają strukturę podobną do cefalosporyn, jednak różnią się od nich obecnością grupy 7-metoksylowej oraz nie są wytwarzane przez Cephalosporium tylko przez Streptomyces.

    Ansamycyny - to grupa antybiotyków makrolidowych wytwarzanych przez Streptomyces o charakterystycznych cechach budowy: mają one układ pierścieniowy, aromatyczny, o budowie płaskiej, spięty mostkiem alifatycznym zwanym pierścieniem ansa. Chlorotetracyklina – organiczny związek chemiczny z grupy antybiotyków tetracyklinowych otrzymywany z hodowli szczepu Streptomyces aurofaciens.

    Rifamycyny, ryfamycyny – grupa antybiotyków pochodzenia naturalnego, wytwarzanych przez bakterię Amycolatopsis mediterranei lub produkowanych na drodze syntezy chemicznej. Należą do szerszej grupy antybiotyków ansamycynowych. Erytromycyna (łac. Erythromycinum) – mieszanina organicznych związków chemicznych, antybiotyków z grupy makrolidów właściwych, wytwarzanych przez Streptomyces erythraeus, której głównym składnikiem jest erytromycyna A, oraz erytromycyny B i C (nie więcej niż 5% każdej). Hamują syntezę białka poprzez wiązanie tRNA.

    Antracymycyna – organiczny związek chemiczny, antybiotyk odkryty w 2013 roku w bakteriach z rodzaju Streptomyces, wydobytych z osadów podmorskich u wybrzeża Kalifornii. Według wstępnych testów (2013) antybiotyk może być skuteczny w walce z laseczką wąglika. Walinomycyna – organiczny związek chemiczny pochodzenia naturalnego, cykliczny oligopeptyd z grupy depsypeptydów, antybiotyk z grupy streptogramin B. Jest jonoforem o wysokiej selektywności wiązania kationu potasu K, który może być transportowany w postaci kompleksu przez błony komórkowe. Proces ten obniża naturalny potencjał elektrochemiczny komórki. Ze względu na bardzo wysoką toksyczność związek ten nie jest stosowany w leczeniu ludzi ani zwierząt. Walinomycyna powstaje naturalnie w procesach metabolicznych bakterii Streptomyces fulvissimus, a także innych promieniowców z rodzaju Streptomyces (patogennych dla człowieka), np. S. tsusimaensis. Dowiedziono również, że walinomycyna produkowana jest przez paciorkowca kałowegobakterie z rodzaju Enterococcus. Biosynteza walinomycyny przez te mikroorganizmy została dokładnie przebadana i wyjaśniona. Badania nad tym związkiem przyczyniły się do poznania mechanizmu działania jonoforów.

    Ketolidy – grupa nowych antybiotyków, będących półsyntetycznymi pochodnymi erytomycyny. Są aktywne wobec bakterii opornych na makrolidy. Głównym przedstawicielem ketolidów jest telitromycyna.

    Makrolidy, antybiotyki makrolidowe – grupa antybiotyków o działaniu bakteriostatycznym. Nazwa pochodzi od słow makro (duży) i oligo (lakton), ponieważ czasteczki tych antybiotyków mają 12-16 atomowy rdzeń laktonowy. Najstarszym i wzorcowym makrolidem jest erytromycyna.

    Neomycyna – antybiotyk naturalny zaliczany do grupy antybiotyków aminoglikozydowych produkowany przez Streptomyces fradiae. Głównie stosowany zewnętrznie, rzadko w postaci doustnej. Nie wchłania się z przewodu pokarmowego, a nie jest stosowany parenteralnie ze względu na toksyczność. Penicyliny, antybiotyki penicylinowe (ATC J 01 C) – szeroko stosowana grupa bakteriobójczych antybiotyków; najstarsza grupa antybiotyków β-laktamowych.

    Tetracykliny, antybiotyki tetracyklinowe − grupa antybiotyków o szerokim spektrum działania, pierwotnie otrzymywana ze szczepów promieniowca Streptomyces aureofaciens. Ich mechanizm działania polega na hamowaniu biosyntezy białka (poprzez blokowanie podjednostki 30S rybosomów bakteryjnych) i zaburzaniu procesów energetycznych w komórkach bakteryjnych. Karbapenemy (ATC J 01 DH) – grupa antybiotyków β-laktamowych, spokrewnionych z penicylinami i cefalosporynami, lecz odrębnymi chemicznie. Karbapenemy są pochodnymi tienamycyny, antybiotyku wytwarzanego przez żyjący w glebie drobnoustrój Streptomyces cattleya.

    Kwas lasalowy (X-537A) − organiczny związek chemiczny, jeden z podstawowych antybiotyków jonoforowych. Jest związkiem pochodzenia naturalnego. Po raz pierwszy został wyizolowany w 1951 roku ze szczepu Streptomyces lasaliensis. Kwas lasalowy doskonale transportuje przez błony biologiczne kationy litowców i niektórych wapniowców, a także niektóre aniony np. chlorkowe. Kwas lasalowy i jego sól sodowa są toksyczne.

    Dodano: 31.10.2008. 17:06  


    Najnowsze