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对治疗性淋病的机理的洞察力为新抗生素奠定了基础

由于淋病奈瑟氏球菌的抗药性菌株的传播,现有的淋病治疗方法(由细菌引起的性传播感染)不再有效。在没有疫苗的情况下,迫切需要开发新的治疗选择。

南卡罗来纳州医科大学生物化学与分子生物学系教授克里斯托弗·戴维斯(Christopher Davies)博士说:“ 由于抗生素耐药性,治疗淋病感染正变得越来越困难。” “曾经用来解决这个问题的抗生素不再有效。”

戴维斯和他的团队在2020年5月22日的《生物化学杂志》上报告了有关抗生素耐药性的令人惊讶的发现,表明负责耐药性的必需蛋白质中的突变会影响抗生素与微生物的结合。突变不是直接阻止抗生素的结合,而是阻止蛋白质中有助于形成抗生素结合位点的运动。该发现可以为开发新的克服抗生素耐药性的治疗方法提供策略。戴维斯实验室的博士后研究员Avinash Singh博士是本文的主要作者。

淋球菌获得耐药性抗生素,通过互动与淋病奈瑟菌所谓共生物种定殖粘膜表面,如在喉咙和生殖道,但不致病。这些物种在接触有人感染的抗生素后会产生抗药性。然后,共生细菌不仅将它们之间负责抗生素抗性的基因部分转移到淋病感染期间的致病性淋病奈瑟氏球中,而且还将这些基因转移给它们。一旦淋病奈瑟氏球菌掺入了这些基因,它们就会产生抗药性,并且不再可用当前的抗生素治疗。

克服这种抵抗力需要的不仅仅是对抵抗力如何产生的遗传学理解。

戴维斯说:“我们需要了解这种抗性在分子水平上的含义。” “只有这样,我们才能通过设计新的抗菌素来替代不再有效的抗菌素来解决抗菌素的耐药性。”

近年来,头孢菌素一直是治疗淋病的主要药物。像青霉素一样,它们靶向必需的细菌蛋白,称为青霉素结合蛋白(PBP),这些蛋白负责细胞壁的构建。细菌需要其细胞壁来维持细胞的形状和完整性。当PBP被头孢菌素抑制时,细菌壁会形成孔洞,导致微生物死亡。

当PBP药物靶点突变时,淋病可对头孢菌素产生抗药性。戴维斯(Davies)小组研究了这些突变对来自头孢菌素耐药性淋病菌株PBP2的结构的影响。

研究人员比较了抗药性菌株中PBP2的分子结构与易感性菌株中的PBP2的分子结构。

令他们惊讶的是,他们发现该突变阻止了抗生素与蛋白质结合所必需的PBP2形状的改变。

通常,赋予抗生素抗性的突变发生在所谓的蛋白质活性位点并阻断结合。但是在PBP2中,几个突变距离很远。这些遥远的突变似乎限制了PBP2的形状变化,而这种变化通常会使抗生素与蛋白质相互作用并杀死微生物。

一旦科学家了解了抗生素抗性的分子机制,他们将能够创造出新一代的抗生素,旨在避免或压倒这些机制。

知道引起抗性的重要突变也将使治疗适合淋病奈瑟氏球菌的特定菌株。然后,可以使用抗药性突变的模式来开发诊断试剂盒,以鉴定患者感染的菌株,从而使医生可以开出最合适的抗生素。

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