Science：未来细菌战士

　　

生物通报道，最新一期的Science杂志上刊登了一种新型的抗生素研究成果，来自瑞士的科学家的文章Peptidomimetic Antibiotics Target Outer-Membrane Biogenesis in Pseudomonas aeruginosa解析了以细菌必需蛋白为靶标的抗生素。

 

参与研究的有来自瑞士苏黎世大学化学系，苏黎世功能性基因组研究中心，微生物显微成像研究中心的科研工作者。

 

尽管抗生素级别越来越高，细菌总是轻松应战，将细菌耐药问题再度升级，抗菌新药总是跟不上细菌耐药变异的步伐，这也导致，感染性疾病的发病率和死亡率居高不下，甚至出现了可怕的超级耐药菌。难怪有科学家称，细菌是进化的冠军。

 

瑞士的科学家们一直从事内源性抗微生物多肽的研究，他们建立了一个多肽库（protegrin I库），不断试验寻找有效的抗菌素，期望找到未来细菌战士。

 

在大量的筛选后，科学家们找到了一种针对假单胞菌必需蛋白的多肽。假单孢菌是一种条件致病菌及一种抗药的细菌，它会给人类健康带来严重的问题。必需蛋白是细菌代谢或合成过程其决定性作用的蛋白。

 

Nityakalyani Srinivas及其同僚对抗菌肽protegrin I进行了多次的筛选以寻找抗假单孢菌的活性；他们发现了一种化合物可特异性地抗该种细菌，但却不会作用于其它的格兰氏阴性及阳性细菌。研究人员能够合成一族可模仿这种protegrin肽自然作用的抗菌素，并观察其在小鼠体内抗假单孢菌感染的功效。

 

研究人员说，他们的抗菌素能够通过摧毁一种叫做LptD的蛋白质（这是假单胞菌其外细胞膜的形成所至关重要的蛋白）而杀灭该致病菌。他们可能在未来在抵抗不同类型的格兰氏阴性菌感染上非常有用，而格兰氏阴性菌与抗多种药物的菌株有关。

（生物通 小茜）

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生物通推荐原文检索

Peptidomimetic Antibiotics Target Outer-Membrane Biogenesis in Pseudomonas aeruginosa

Nityakalyani Srinivas,1 Peter Jetter,1 Bernhard J. Ueberbacher,1 Martina Werneburg,1 Katja Zerbe,1 Jessica Steinmann,1 Benjamin Van der Meijden,1 Francesca Bernardini,2 Alexander Lederer,2 Ricardo L. A. Dias,2 Pauline E. Misson,2 Heiko Henze,2 Jürg Zumbrunn,2 Frank O. Gombert,2 Daniel Obrecht,2 Peter Hunziker,3 Stefan Schauer,3 Urs Ziegler,4 Andres Käch,4 Leo Eberl,5 Kathrin Riedel,5 Steven J. DeMarco,2,* John A. Robinson1,*

【Abstract】

Antibiotics with new mechanisms of action are urgently required to combat the growing health threat posed by resistant pathogenic microorganisms. We synthesized a family of peptidomimetic antibiotics based on the antimicrobial peptide protegrin I. Several rounds of optimization gave a lead compound that was active in the nanomolar range against Gram-negative Pseudomonas spp., but was largely inactive against other Gram-negative and Gram-positive bacteria. Biochemical and genetic studies showed that the peptidomimetics had a non–membrane-lytic mechanism of action and identified a homolog of the β-barrel protein LptD (Imp/OstA), which functions in outer-membrane biogenesis, as a cellular target. The peptidomimetic showed potent antimicrobial activity in a mouse septicemia infection model. Drug-resistant strains of Pseudomonas are a serious health problem, so this family of antibiotics may have important therapeutic applications.

 

关于假单胞菌-

假单胞菌为革兰氏阴性、无芽孢、需氧，糖代谢方式为呼吸型。营养要求简单，大部分菌种在不含维生素、氨基酸的合成培养基中仍能良好生长。假单胞菌属的细菌多具有分解蛋白质和脂肪的能力，其中有些分解能力很强。部分菌株可产生水溶性荧光色素。假单胞菌增殖速度快；一些种能在5℃的低温下生长；具有很强的产生氨等腐败产物的能力。因而，假单胞菌污染肉及肉制品、鲜鱼贝类、禽蛋类、牛乳和蔬菜等食品后可引起腐败变质，并且是冷藏食品腐败的重要原因菌。例如，荧光假单胞菌（P.fluorescens）在低温下可使肉、乳及乳制品腐败；生黑色腐败假单胞菌（P.nigrifaciens）能使动物性食品腐败，并在其上产生黑色素；菠萝软腐病假单胞菌（P.ananas）可使菠萝果实腐烂，被侵害的组织变黑并枯萎。与食品腐败有关的菌种还有，草莓假单胞菌（P.fragi）、类蓝假单胞菌 （P.syncyanea）、类黄假单胞菌（P.synxantha）、腐臭假单胞菌（P.taetrolens）、腐败假单胞菌（P.putrefaciens）、生孔假单胞菌（P.lacunogenes）、粘假单胞菌（P.myxogenes）等。假单胞菌属中的有些种对人或动物有致病性。该属菌多分布于土壤和水中及各种植物体上。