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驱动细菌产生潜在的抗生素和抗寄生虫化合物

研究人员已经开发出一种方法,以刺激隐藏在放线菌基因组中的新抗生素或抗寄生虫化合物的产生,放线菌基因组是放线菌素和链霉素等药物的来源,并且已知具有其他未开发的化学物质。科学家在“eLife”杂志上发表了他们的发现。

伊利诺伊大学厄本那-香槟分校生物化学教授萨蒂什•奈尔(Satish Nair)表示,研究人员希望克服数十年来的难题,这些难题一直困扰着那些希望研究和利用细菌可以产生的无数抗生素,抗真菌和抗寄生虫化合物的人。这项研究。

他说:“在实验室条件下,细菌不会产生它们具有制造能力的分子数量。”“那是因为许多细菌都是由小分子激素调节的,除非细菌受到威胁,否则它们不会产生。”

Nair和他的同事想确定这种激素如何影响放线菌中抗生素的产生。通过将细菌暴露于正确的激素或激素组合中,研究人员希望刺激微生物产生可用于医学的新化合物。

研究小组专注于avenolide,这种激素在化学上比早期细菌激素研究中使用的激素更稳定。阿维诺利德调节土壤微生物中一种称为阿维菌素的抗寄生虫化合物的产生。该化合物的化学修饰形式伊维菌素被用于治疗河盲症,这是一种由蝇类传播的疾病,在开发该药物之前,这种蝇类使数百万人致盲,其中大多数人在撒哈拉以南非洲。

对于这项新研究,化学研究生Iti Kapoor在实验室中开发了比以前更简化的合成阿维内酯的方法。这使研究小组能够研究激素与细菌细胞内外的受体之间的相互作用。

奈尔说:“使用一种称为X射线晶体学的方法,Iti和生物化学专业的研究生Philip Olivares能够确定激素如何与其受体结合以及在没有激素的情况下该受体如何与DNA结合。”“通常,这些受体位于基因组上,它们基本上起着制动作用。”

研究人员发现,当激素与之结合时,受体就会失去与DNA结合的能力。这可以关闭刹车,使生物体能够排出防御性化合物,例如抗生素。

知道受体的哪些区域参与激素和DNA的结合后,研究团队就可以扫描数十种放线菌的基因组,以找到具有正确特性的序列来结合其受体或相似受体。这个被称为基因组挖掘的过程,使研究小组能够鉴定出90种放线菌,这些 放线菌似乎受到阿韦洛利或同级其他激素的调节。

奈尔说:“我们的长期项目是吸收这90种细菌,使其在实验室中生长,向它们添加化学合成的激素,并观察正在产生什么新分子。”“我们方法的优点在于,我们现在可以使细菌产生通常在实验室中无法制造的大量分子。”

他说,其中一些新化合物可能与医学有关。

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