hirdetés
2019. november. 13., szerda - Szilvia.
hirdetés

 

Hogyan hat a penicillin?

A legújabb kutatások szerint a penicillin kőműves kelemeni helyzetbe hozza a kórokozókat: addig építik-bontják a sajtfalukat, amíg el nem pusztulnak.

hirdetés

Az antibiotikumokkal kapcsolatos kutatásban egyre újabb ötletek kerülnek napvilágra; némelyik ötletet a mikroorganizmusok alkalmazzák, némelyik a kutatók agyából pattan ki. Az alábbiakban a béta-laktám antibiotikumok és az E. coli között dúló harc legújabb fejezetét mutatjuk be.

Mint Elizabeth Cooney írja a Harvard Orvosegyetemének hírszájtján, az 1928-ban felfedezett penicillin hatásmechanizmusa még majd’ 100 év elteltével is nagyrészt ismeretlen. Furcsa ellentmondás, hogy a kutatók új antibiotikumok után kutatnak, azonban alig tudnak valamit arról, hogyan működnek a régiek.

A napokban azonban a Harvard mikrobiológus és immunbiológus professzora, Thomas Bernhardt és csapata egy új fejezettel gyarapította penicillinnel kapcsolatos ismereteinket. A Cell című szaklapban megjelent kutatás - Beta-Lactam Antibiotics Induce a Lethal Malfunctioning of the Bacterial Cell Wall Synthesis Machinery - feltárja, milyen mechanizmussal mér az antibiotikum megsemmisítő csapást a kórokozókra.

A penicillinről eddig annyit tudtunk, hogy a baktériumok sejtfalának összeszerelését akadályozza. Most kiderült, hogy a penicillin és az egyéb béta-laktám antibiotikumok nem pusztán akadályozzák a falépítést, de működésbe hoznak egy olyan mechanizmust, amelynek során a baktériumok ciklikusan, újra és újra felépítik a működésképtelen falat, majd elbontják azt, mindaddig, amíg erőforrásaik teljesen kimerülnek, és elpusztulnak. Bernhardt nyilatkozata szerint úgy tűnik, általános forgatókönyv, miszerint a legjobb antibiotikumok nemcsak gátolnak egy enzimet, hanem úgy átalakítják a célmolekulát, hogy annak megmaradó aktivitása toxikus lesz a kórokozó számára.

 

Mitől halnak meg a baktériumok?

A baktériumok sejtfalának felépítése két részfolyamatból áll: először elkészülnek a cukormolekulákat tartalmazó építőkövek, majd az építőkövek összekapcsolása következik a cukormolekulákon keresztül. A béta-laktám antibiotikumok gátolják a cukormolekulákból álló összekötő hidak kialakítását, így a gyenge fal nem tudja megvédeni a baktériumokat. De pontosan mi vezet a pusztulásukhoz?

A baktériumhalál mechanizmusának tisztázása során dr. Hongbaek Cho, a Cell-tanulmány vezető szerzője és munkatársai először kísérleti alanyuk, az E. coli egy olyan enzimét támadták meg antibiotikum segítségével, ami nélkülözhető a baktérium életéhez – ha ugyanis magát az enzimet eltávolítják a baktériumból, az életben marad. A kutatók meglepetésére az E. coli mégis elpusztult, amikor az enzim jelen volt, de antibiotikumhoz kötődött. Azaz az antibiotikum nem pusztán gátolta az enzim működését, hanem toxikussá alakította azt. Mint kiderült, az E. coli továbbra is gyártotta a sejtfal építőköveit, de mivel azok összekapcsolása akadályozva volt, azonnal le is bontotta azokat, majd újak szintetizálásába fogott. E folyamat során a sejt erőtartalékai elhasználódtak, és a baktérium elpusztult.

A kutatók a bakteriális ellencsapás mechanizmusát is jobban megértették: kiderült, hogy az építőelemek folyamatos építése-bontása jelenti azt a szignált (a bontást végrehajtó szolubilis lytikus transzglikoziláz/Slt enzim révén), amelynek hatására a még életben maradt többi baktérium a béta-laktamáz enzim termelésébe fog. A béta-laktamáz elbontja a penicillint, így a baktériumok egy idő után rezisztenssé válnak. A feltárt működésmód a továbbiakban azonban alapul szolgálhat olyan új fajta antibiotikumok kifejlesztéséhez, amelyek kicselezik az antibiotikum-rezisztens baktériumokat.

 

Mitől pusztulnak el az antibiotikumok?

A University of Bristol kutatói azt vizsgálták meg, hogy a baktériumok által termelt carbapanemáz enzim milyen molekuláris mechanizmusok révén hasítja el az E. coli ellen is végső védekezésül használt carbapanem-antibiotikumok béta-laktám struktúráját. Mint a Chemical Communicationscímű szaklapban megjelent tanulmányukban írják, kvantummechanikai-molekuláris mechanikai számítógépes szimulációt (QM/MM) használva kiderítették, hogy a legfontosabb lépés a folyamatban az, amikor a carbapanemáz enzim „kiköpi” a lebontott antibiotikumot. Ha ez a folyamat gyorsan történik, az enzim hozzá tud fogni a következő antibiotikum-molekula hasításához, azaz a baktérium rezisztens. Ha azonban lassú a folyamat, az enzim „eldugul”, és nem tud további antibiotikum-molekulákat lebontani, így a baktérium nagyobb valószínűséggel pusztul el. A folyamat sebessége pedig az enzimreakció lezajlásához szükséges aktiválási energia nagyságától függ: magas aktiválási energia esetén a folyamat lassú. A kutatók nyilatkozata szerint a számítógépes szimuláció révén meg tudjuk állapítani, melyik enzim dolgozik gyorsan és melyik lassan, így előre tudjuk jelezni a rezisztencia kialakulását, illetve meg tudjuk mondani, hogy egy-egy járvány kitörésekor melyik antibiotikum használata lehet a legelőnyösebb, továbbá a módszer a jobb antibiotikumok tervezéséhez is hozzásegít.

A QM/MM módszer kidolgozásáért 2013-ban kapott kémiai Nobel-díjatMartin Karplus, Michael Levitt és Arieh Warshel. A számítógépes szimuláció révén atomokig terjedő részletességgel láthatóvá válnak egy-egy komplex proteinstruktúra enzimatikus „zsebében” lejátszódó biokémiai reakciók.

Dr. Kazai Anita
a szerző cikkei

hirdetés

cimkék

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés
hirdetés

Könyveink

  • learn more A neuronműködés alapjai

    A 20. század legvégén váltak hozzáférhetővé azok a módszerek, amelyekkel láthatóvá lehetett tenni és azonosítani az idegsejteket felépítő...

  • learn more Gyermekgyógyászat (5. kiadás)

    Ez a tankönyv elsősorban medikusoknak készült, akik tanulmányaik során először kerülnek kapcsolatba a gyermekgyógyászattal. E könyv...

  • learn more A kollektív áldozati szerep szociálpszichológiája

    Fülöp Éva és Kővágó Pál (szerk.) A kollektív áldozatiság lélektanával foglalkozó kutatások viszonylag...

  • learn more Rendhagyó szakácskönyv. Patikusok receptjei tápanyagtartalommal

    Különleges ötlettel jelent meg a gyógyszerészek szakácskönyvének  harmadik kötete,...

  • learn more Akadémikus portrék - Hollán Zsuzsa - orvos-hematológus

    „… tény, hogy három, Magyarországon az ötvenes években elmaradott, alapvetõen fontos szakmát...

  • learn more Fogászati asszisztensek és dentalhigiénikusok tankönyve

    Ez a nagyszerű könyv, ha nem is pótolhatja a gyakorlatban megszerezhető tudást, de kitűnő alapot ad a...

  • learn more A kiegyensúlyozott gyermek

    Sally Goddard Blythe Kiegyensúlyozott gyermek című új könyvében praktikus tanácsokkal látja el a szülőket, pedagógusokat és egészségügyi...

  • learn more Általános ápolástan és gondozástan

    A kötet az elmúlt évtizedekben jelentős változáson átment ápoláselméleti feladatok mellett részletesen foglalkozik az egészséges...

  • learn more Kórtani alapismeretek

    A tankönyv a kórtani alapok ismertetése után részletesen foglalkozik az egyes szervek, szervrendszerek kórtani alapismereteivel. Ez az...

  • learn more Balneoterápia és hidroterápia

    Magyarország termálforrásokban gazdag. Így számos természetes gyógytényezőt alkalmazunk a gyógyítás céljára. A balneoterápia...

  • learn more Anatómiai atlasz

    Jelen kötet a nagy sikerű, immár fogalommá vált Donáth-féle atlasz 11. kiadása. Olyan anatómiai atlasz, amely a részletek mellőzésével az emberi test...

  • learn more Új tápanyagtáblázat

    A könyv a bevezetés és a táplálkozási alapfogalmak tisztázása után 12 fejezetben foglalja össze témája tudnivalóit. A bemutatás a...

  • learn more Gyermekszemészet

    A könyv összegzi mindazon tapasztalatokat, amelyek az utóbbi évtizedek során felhalmozódtak a gyermekkor szemészeti betegségeinek ellátásában. A szakemberek...

  • learn more Traumatológia - Egyetemi tankönyv

    A mozgásszervi baleseti sebészet, a kézsebészet, a neurotraumatilógia, a maxillofaciális, az urogenitális sérülések sebészete, a...

  • learn more Sürgősségi kardiológia

    A Kadix Press Kiadó új könyve az Oxford University Press méltán népszerű kézikönyv sorozatában nagy sikert aratott, akut kardiológiai eseteket...

  • learn more Funkcionális anatómia

    A tankönyv a hallgatók számára biztosítja azon az ismereteket, melyek elsajátítása lehetővé teszi a szakmai tárgyak megértését,...

  • learn more Sugáregészségtan

    A szakkönyv új témákkal, így az optikai sugárzások hatásairól, illetve az állatorvosi sugárforrás- és izotópalkalmazásról szóló fejezetekkel is...

  • learn more Felépülés a betegségből - A pszichiátriai rehabilitáció kézikönyve

    A mentális zavarok kezelése kapcsán napjainkban furcsán elszomorító helyzet állt elő:...

  • learn more Férfigyógyászat

    Az orvosi szakterületek szétválása óta létezik a nőgyógyászat, amely alapvetően a női reprodukcióval és annak szerveivel foglalkozik. A FÉRFIGYÓGYÁSZAT...

  • learn more Patikai reklámtárgyak

    A kiadó tovább folytatja az 1999-ben elkezdett, nagy sikert aratott reprezentatív gyógyszerészettörténeti albumsorozatát ezen könyvével. A reklám a...