Российские ученые открыли новый класс антибиотиков

Сотрудники биологического факультета МГУ, ИБХ РАН и ЦНТИ ИБХ РАН приняли участие в разработке нового перспективного  лекарственного препарата.  

Большинство известных на сегодняшний день антибиотиков были открыты в «золотую эру» 1940–1960-х годов. Использование антибиотиков привело к революции в медицине и позволило лечить самые смертоносные заболевания. Однако сейчас быстрое развитие микробной устойчивости требует постоянного введения новых активных соединений.

В основном новые антибиотики разрабатываются путем модификации существующих соединений, а открытие новых типов антибиотиков чрезвычайно замедлилось. Так, последним введенным в практику природным антибиотиком нового класса был липопептид даптомицин (антибиотик, который используется для лечения инфекций, вызванных грамположительными бактериями), одобренный для использования в 2003 году. Сейчас, мы вступаем в «эру устойчивости», и открытие новых типов антибиотиков с оригинальным механизмом действия имеет ключевое значение для выживания всего человечества.

Новое открытие позволит усовершенствовать методики лечения сибирской язвы, дифтерии, пневмококковых инфекций, инфекций золотистого стафилококка и других заболеваний, вызываемых грамположительными бактериями. К ним относятся стафилококки, стрептококки, палочковидные возбудители и т.д.

Многие природные молекулы, хоть и являются небольшими (низкомолекулярными) соединениями, имеют сложное устройство и характеризуются наличием большого количества потенциальных энантиомеров (веществ, представляющих собой зеркальные отражения друг друга). Установление их точной химической и пространственной структуры невозможно без применения современных методов структурной биологии, таких как ЯМР-спектроскопия (с помощью ядерного магнитного резонанса) или рентгеноструктурный анализ (с помощью рентгеновских лучей).

В совместном исследовании биологов МГУ и их коллег было открыто новое семейство природных антибиотиков, производимых почвенными бактериями стрептомицетами. Были выделены два основных компонента антибиотического комплекса, названные гауземицинами А и В, и с помощью метода ЯМР-спектроскопии выяснена их химическая и пространственная структура.

За счет уникального строения гауземицины можно отнести к особому классу антибиотиков, обладающему бактерицидным действием исключительно против грамположительных бактерий.

Один из ведущих преподавателей программы «Структурная биология» биологического факультета МГУ, руководитель лаборатории ИБХ РАН, профессор Захар Шенкарев добавил: «Основные трудности в установлении структуры были связаны с наличием нестандартных остатков с неизвестной стереохимией. Как раз для решения этой проблемы мы и применили ЯМР-спектроскопию высокого разрешения. Задача была решена с использованием единственного на территории России ЯМР-спектрометра с резонансной частотой 800 МГц с криодатчиком повышенной чувствительности. Менее «мощные» приборы не позволили бы разобраться в сложных спектрах гауземицинов».

Учёные также дали характеристику кластеру генов, предположительно ответственному за биосинтез гауземицинов и выяснили, что гауземицины действуют на мембрану бактерий. Однако точно определить мишень действия этих антибиотиков в мембране пока не удалось. Но уже на этом этапе понятно, что механизм действия гауземицинов отличается от ранее описанных гликопептидов и липопептидов, а также от антибиотиков, нарушающих биосинтез клеточной стенки бактериальных клеток.

Работа опубликована в научном журнале Angewandte Chemie International Edition.

• #Новые лекарства