Новые результаты, опубликованные в Chemical Communications, показывают, что можно проверить, как ферменты реагируют на определенные антибиотики.
Надеемся, что это понимание поможет ученым разработать новые антибиотики с гораздо меньшим риском резистентности и выбрать лучшие лекарства для конкретных вспышек.
Используя удостоенный Нобелевской премии метод под названием QM / MM (моделирование квантовой механики / молекулярной механики), исследовательская группа из Бристоля смогла получить представление о том, как ферменты, называемые «бета-лактамазы», реагируют на антибиотики на молекулярном уровне.
Исследователи специально хотят понять растущую устойчивость к карбапенемам, которые известны как антибиотики «последней инстанции» при многих бактериальных инфекциях и супербактериях, таких как E. кишечная палочка.
Устойчивость к карбапенемам делает некоторые бактериальные инфекции неизлечимыми, в результате чего незначительные инфекции становятся очень опасными и потенциально смертельными.
Моделирование QM / MM показало, что самый важный шаг во всем процессе — это когда фермент «выплевывает» расщепленный антибиотик.
Если это происходит быстро, то фермент может продолжать жевать антибиотики, и бактерия становится устойчивой. Если это происходит медленно, фермент «забивается» и больше не может расщеплять антибиотики, поэтому бактерия с большей вероятностью погибнет.
Скорость этого «выплевывания» зависит от высоты энергетического барьера реакции — если барьер высокий, это происходит медленно; если он низкий, это происходит намного быстрее.
Профессор Адриан Малхолланд из Химической школы Бристольского университета сказал: «Мы показали, что можем использовать компьютерное моделирование, чтобы определить, какие ферменты расщепляются и выделяют карбапенемы быстро, а те, которые делают это медленно.
"Это означает, что это моделирование может быть использовано в будущем для тестирования ферментов, а также для прогнозирования и понимания устойчивости. Мы надеемся, что это позволит определить, как они действуют против различных лекарств — полезный инструмент при разработке новых антибиотиков и помощи в выборе лекарств, которые могут быть лучшими для лечения конкретной вспышки."