Чудо од оружје Дермцидин - сопствен антибиотик на организмот Истражувачите ја разјаснуваат структурата и функцијата - ГТ
Антибиотиците не се достапни само на рецепт. Нашите тела исто така произведуваат ефикасни супстанции за да ги контролираат бактериите, габите и вирусите. Меѓународен истражувачки тим од Гетинген, Тибинген, Единбург и Стразбур сега ја разјасни структурата на важен ендоген антибиотик наречен дермицидин, атом по атом.
Научниците откриле дека тоа е високо ефикасно оружје во борбата против патогените микроорганизми и другите опасни напаѓачи. Нивните откритија можат да помогнат во развој на нови антибиотици кои исто така можат успешно да се борат против мулти-отпорни бактерии.
Кога ќе се појавиме во пот, има една добра работа. Дистрибуира високо ефективни антибиотици на кожата кои не штитат од патогени микроорганизми. Ако нашата кожа е повредена од гребење, сече или каснување од комарец, активните состојки како што е дермцидинот произведен во потните жлезди, ги убиваат опасните напаѓачи брзо и ефикасно. Таквите таканаречени антимикробни пептиди (АМП) се дури и далеку супериорни во однос на обичните антибиотици во една важна смисла.
Дермцидин ја напаѓа ахилетичната пета на напаѓачот
Патогените микроорганизми не можат да станат отпорни на тоа во краток временски период. АМП ефикасно го спречуваат развојот на отпор со специфично насочување кон Ахиловата пета на патогениот напаѓач: Тие ја перфорираат нивната витална обвивна мембрана и тие не можат лесно да го променат патогенот. АМП имаат голем потенцијал за нова генерација на антибиотици .
„Но, за да ги прилагодиме ваквите активни состојки, прво треба детално да разбереме како сопствените антибиотици на организмот успешно ги поразуваат патогените. Иако досега се откриени 1.700 вакви пептиди, ние знаеме многу малку за нивната форма и функција “, нагласува проф.Берт де Гроот, раководител на истражувачката група„ Компјутерска биомолекуларна динамика “на Институтот за биофизичка хемија во Макс Планк во Гатинген. Со колегите од Единбург (Велика Британија), Тибинген, Стразбур (Франција) и Гетинген, тој сега за прв пат разјасни со атомски детали што го прави Дермцидин вистинско чудо од оружје во борбата против опасните патогени.
Научниците веќе долго време знаат дека дермицидинот се дели и се активира во кисело-солена пот. Активниот дермицидински пептид, стабилизиран од јони на цинк пронајдени во пот, потоа формира мали канали низ мембраната на покривање на патогенот и практично го перфорира. Како резултат, водата и јоните течат на неконтролиран начин низ мембраната на пликот. Водата рамнотежа и процесите на транспорт на микроорганизмите излегуваат од контрола, тие полека изумираат.
Преку комбинирана употреба на кристалографија на Х-зраци и спектроскопија на NMR во цврста состојба, истражувачите предводени од проф. Корнелиус Зет од Институтот за развојна биологија Макс Планк во Тибинген и Буркхард Бечингер на Универзитетот во Стразбур сега можеа да објаснат, како атом по атом, како е структуриран овој канал. Како што открија, тоа е исклучително долго, пропустливо и прилагодливо. Со тоа се формира целосно нова класа на мембрански протеини.
Со помош на комплексни компјутерски симулации, тимот на Берт де Гроут го гледал активниот дермцидин „на работа“, така да се каже. На изненадување на истражувачите од Гетинген, јони го преминаа каналот на многу необичен начин. Хемичарот Др. Улрих Захариј објаснува: „Во нашите симулации можете многу јасно да видите дека каналот е искривен во мембраната. Како резултат, јони го користат и „страничниот влез“. На овој начин, повеќе јони можат да го преминат каналот истовремено. “Симулациите даваат објаснување за високата јонска пропустливост на каналот, што проф. Клаудија Штајнем од Универзитетот во Гетинген беше во можност да го измери во електрофизиолошки експерименти.
Потенцијал за нова класа на антибиотици
Резултатите на Steinem исто така покажуваат: Без јони на цинк, чудното оружје не успее. Функционалните канали се формираат само во обвивката на мембраната кога јони на цинк и дермицидин комуницираат. Ако научниците ја спречиле оваа интеракција со мутирање на одреден градежен блок во дермицидин (т.н. остаток на хистидин аминокиселина), не бил формиран јонски-пропустлив канал.
Дермцидин исто така може да се прилагоди на различните типови на мембрана на крајно променлив начин. „Ова би можело да објасни зошто активниот дермицидин е толку ефикасен антибиотик со широк спектар и може да се бори против бактериите и габите. Тој работи против многу познати патогени, како што е патогенот за туберкулоза Mycobacterium tuberculosis или Staphylococcus aureus “, објаснува Де Грот. Особено, мултирезистентните соеви на Staphylococcus aureus стануваат сè поголема закана во болниците. Тие се нечувствителни на вообичаените антибиотици и затоа тешко се лекуваат.
Според институтот Роберт Кох, во 1976 година само два проценти од стафилококните бактерии биле отпорни на антибиотици. До 2009 година, процентот се искачи на нешто помалку од 22 проценти. Инфекциите со овој патоген може да доведат до опасни по живот болести како труење на крвта и пневмонија. Меѓународниот истражувачки тим се надева дека нивните откритија ќе доведат до развој на нова класа антибиотици кои можат успешно да се борат против ваквите опасни патогени.