Альбицидин, входящий в состав патогена Xanthomonas albilineans, вызывает полосатость листьев сахарного тростника. Это вредное вещество оказалось перспективным кандидатом для разработки новых антибиотиков, поскольку содержащие его растворы убивают многие микроорганизмы, которые могут у людей вызывать заболевания.
Однако использование альбицидина для создания антибиотиков до сих пор сдерживалось, так как было неясно, каким образом это соединение вмешивается в бактериальную ферментную систему. Изучая глубоко замороженные комплексы протеин-ДНК, международная команда выяснила, что активное вещество направлено против белка ДНК-гираза, который встречается в растениях и бактериях.
Этот фермент связывается с ДНК и скручивает ее — жизненно важный процесс для нормального функционирования клеток. Для выполнения этой задачи гираза должна на короткое время разорвать двойную спираль ДНК. Это сложный момент, поскольку разрушенная ДНК может быть смертельно опасна для клеток. Обычно же гираза в процессе своей работы быстро соединяет два фрагмента ДНК.
Именно в этом случае на помощь приходит альбицидин, образуя L-форму, которая позволяет ему сложным путем взаимодействовать с гиразой и ДНК. В этом состоянии фермент больше не может двигаться, чтобы соединить концы ДНК, поэтому его действие можно сравнить с зажатием громоздкого элемента между двумя шестеренками, поясняет соавтор исследования Дмитрий Гиларов.
Однако альбицидин работает не так, как обычные антибиотики. Это позволило на его основе создать средство, эффективное против многих современных антибиотикоустойчивых бактерий. Исследователи смогли использовать свои открытия для химического синтеза вариантов препарата с улучшенными свойствами. В ходе первоначальных лабораторных испытаний они доказали свою эффективность в низких концентрациях против некоторых самых опасных бактериальных патогенов.
Команда надеется в ближайшее время довести исследование до клинических испытаний на людях. Это может привести к разработке нового класса антибиотиков, которые срочно необходимы, учитывая глобальную угрозу устойчивости к антибиотикам.
