研究人员阐明细菌耐药性射流泵的结构

剑桥大学的科学家们已经发现了拼图的最后一块露出的射流泵的结构,它允许沙门氏菌和其他致病细菌对抗生素产生抗药性和药物。

威康信托基金会支持的研究,可以更好地理解细菌是如何逃脱的治疗和可能帮助科学家开发新策略来防止抗生素耐药性。

射流泵已经进化为细菌的生存机制,减少有害化学物质在细胞内的浓度水平,不抑制细菌的功能。这些物质包括天然分子有毒细菌,如在我们肠道胆汁盐。

然而,细菌还现在使用泵驱逐许多抗生素和其他药物的治疗中使用的感染。射流泵可以处理许多药物所以他们重要的多药耐药性细菌的发病率增加,这是一个日益增长的威胁感染的临床治疗。

教授Vassilis Koronakis和科林·休斯从剑桥大学花了二十年研究这些泵的结构和功能。现在,马丁·西蒙斯博士一起——剑桥奥本海默研究员——研究人员阐明泵的最终的组件的结构,使他们能够看得更清楚如何逃避抗生素和细菌产生抗药性。

沙门氏菌和其他所谓的革兰氏阴性细菌,如大肠杆菌和假单胞菌,是受两个膜,所以射流泵必须遍历两个为了泵膜的物质。其他类型的细胞,如人类癌症细胞和疟疾寄生虫,也有射流泵,但这些细胞只包含一个膜,泵必须交叉,使其结构更简单。

“细菌所面临的挑战是摆脱潜在的破坏性分子的独特的信封,“休斯教授说。“他们使用漂亮的简单,然而复杂,生物纳米机器。”

细菌泵接药物通过内膜转运体,提供他们一个“垃圾筒”称为TolC出口管外膜。第三个组件——“适配器”——这两个组件连接,打开TolC出口管排出细胞的药物。研究人员已经成功地阐明整个三方结构,即本周发表在《美国国家科学院学报》上。

休斯教授认为,了解细菌三方泵的结构允许进一步的研究更好地理解它们是如何工作的,并提出了新的可能性为发展中至关重要的新的抗生素。“这项新研究显示了位聚在一起。了解关键组件及其装配可以开辟新的治疗靶点——特别是通过防止泵装配放在第一位。”