Бактерии развивают резистентность к нескольким антибиотикам, производя насосы, которые отвергают незнакомые маленькие молекулы, такие как антибиотики, прежде чем они смогут нанести какой-либо ущерб. Исследователи из Сандийских национальных лабораторий изучили, как работает конкретный антибиотический насос, называемый EmrE.
Конечной целью является разработка препаратов для подключения насоса, чтобы он не мог выкачивать антибиотики, возможно, восстановив их эффективность, сказала инженер-биофизик Сьюзан Ремпе. «Теперь, когда у нас есть структура насоса и мы знаем, как это работает, ученые могут разработать молекулу, которая плотно прилегает к транспортеру», - добавила она.
Их первым шагом было определение детальной структуры насоса. Начальная структура насоса была очень грубой, отсутствовала большая часть основных химических деталей и деформирована. Команда ученых добавила липидную мембрану для моделирования реальной окружающей среды насоса. Затем они провели компьютерное моделирование, чтобы увидеть, как выглядит насос с нулевым, одним или двумя протонами. Они провели симуляции, чтобы увидеть переход от белка, стоящего внутри бактерии, к внешней стороне, чтобы найти «самый легкий» путь и, таким образом, увидеть, как работает насос.
Исследователи также провели симуляции, чтобы увидеть, как выглядит насос с примером препарата в кармане, связывающем наркотики. Ремпе сказала, что они нашли большую гибкость в кармане, где будут связываться антибиотики, что имеет смысл, учитывая, что насос может распознавать широкий спектр лекарств. Они также идентифицировали несколько критических аминокислот, которые служат блокировкой, чтобы убедиться, что насос не пропускает протоны.
Мнение специалиста:
Инфекционные заболевания становятся причиной 26% всех смертей на планете. Устойчивость к антибиотикам у бактерий - серьезная проблема, и представляет угрозу для здоровья человечества. Возможно, детальное изучение антибиотического насоса, поможет в разработке универсального антибиотика, который в свою очередь предотвратит новые механизмы устойчивости и распространение инфекции.
