Лекарства на базе бактериофагов – вирусов, поражающих бактерии, – смогут стать более действенными, чем простые антибиотики. Белки, являющиеся «действующим веществом» вируса, по сути, являются прообразами вероятных лекарств нового поколения, к каким бактерии не смогут выработать устойчивость.В конечном итоге на основании отечественных данных, быть может, будет создан принципиально новый лечебный препарат против последовательности бактериальных болезней, включая таковой социально значимый болезнь, как туберкулез.Вправду, бактериофаги возможно более действенны, чем антибиотики.
Но по многим причинам бактериофаги были негодными как лекарства либо, по крайней мере на Западе, обширно не употреблялись. Однако современная молекулярная биология в значительной мере выстроена именно на итогах, взятых при изучении бактериофагов. Современные структурные способы изучения позволяют подробно изучать разные нюансы бактерий хозяев и взаимодействия-бактериофагов на разных этапах заразы.
Полученные фундаментальные знания разрешают по новому подойти к проблеме применения бактериофагов как терапевтических средств. Главная мысль – применять для противодействия бактериям не сами бактериофаги, а кодируемые ими белки, токсичные для бактериальной клетки.
Большая часть бактериофагов кодируют белки, атакующие и блокирующие работу бактериальной РНК-полимеразы, основной молекулярной автомобили, снабжающей работу генов бактерии. В отечественной работе мы в первый раз выяснили структуру белка-ингибитора РНК-полимеразы, кодируемого бактериофагом Т7.
Мы продемонстрировали, как данный белок связывается с РНК-полимеразой, и растолковали, из-за чего связывание ведет к ингибированию фермента-хозяина.Но ингибитором РНК-полимеразы есть, по сути, не сам бактериофаг, а кодируемый им белок (в этом случае он именуется Gp2). В данной работе посредством ядерного магнитного резонанса (ЯМР) была изучена структура Gp2.
Это разрешило выделить своеобразные аминокислоты, каковые конкретно связываются с РНК-полимеразой и блокируют ее работу.Практическая значимость изученияProceedings of the National Academy of Sciences публикует работу, посвященную изучению свойств и структуры белка, талантливого убить клетку туберкулезной палочки.Изучение вирусов бактерий – бактериофагов – имеет долгую историю.
Они были открыты еще на протяжении Первой Мировой. Было продемонстрировано, что эти вирусы способны весьма действенно уничтожать бактерии, и первооткрыватели бактериофагов сразу же поняли их потенциал как терапевтических агентов.
История работы и ее принципиальная новизнаПоявление бактерий, устойчивых к антибиотикам, – одна из самых значительных неприятностей современной медицины. Синтез новых антибиотиков, в целом подобных уже существующим, не решает проблему, а только откладывает ее.
Со временем бактерии адаптируются к новому веществу, и работу необходимо затевать заново. Для устойчиво успешной борьбы с бактериальными заразами нужен принципиально новый подход.
Одним из вероятных вариантов в этом случае являются препараты, действующие по механизму бактериофагов – вирусов, поражающих бактерии. Сами бактериофаги напрямую не употребляются как лекарственные препараты, но они смогут оказать важную помощь в создании лекарств. По подобию и образу белков бактериофагов, поражающих бактерию, смогут быть созданы синтетические действенные аналоги.
Но для этого нужно пройти громадный путь – установить структуру для того чтобы белка (что само по себе есть очень непростой задачей), и растолковать механизм его действия на бактериальную клетку.Механизм действия изученного белка следующий. При заражении бактерии Escherichia coli действующим на нее бактериофагом – T7 – происходит ингибирование (блокирование действия) РНК-полимеразы организма-хозяина.
РНК-полимераза – это сложный фермент, важный за транскрипцию генов. Транскрипция – процесс синтеза РНК с применением ДНК в качестве матрицы. На протяжении транскрипции генетическая информация с ДНК переносится на РНК.
После этого эта кодированная РНК участвует в трансляции – синтезе белка из аминокислот на матрице РНК. Без синтеза белка не существует ни один живой организм.
Так, блокировка процесса транскрипции блокирует жизнедеятельность организма, в этом случае бактериальной клетки.Ученым удалось установить структуру белка, талантливого блокировать туберкулезную палочку, и растолковать механизм его действия.
Дело в том, что изученный нами белок действует на тот же фермент (РНК-полимеразу), на что действует антибиотик рифампицин, очень распространенное лекарство против туберкулеза. на данный момент все чаще появляются штаммы туберкулезных палочек, устойчивых к этому препарату, что формирует громадные неприятности для здравоохранения. Изучая подробности сотрудничества белка-ингибитора бактериофага с РНК-полимеразой на молекулярном уровне, мы сможем «спроектировать» химические соединения, каковые связываются с этим ферментом и ингибируют его подобно белку бактериофага.
Такие препараты будут действенны против бактерий, устойчивых к рифампицину, поскольку места связывания рифампицина и фагового белка на молекуле РНК-полимеразы различаются.Источник: Газета.ru