Биотехнологи Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали технологию создания «невидимых» антибиотиков для борьбы с устойчивыми бактериями. Они предложили использовать «зеркальные» пептидные молекулы, которые не распознают защитные системы микробов.
Пептидные антибиотики — это сложные молекулы, повторяющие структуру природных соединений. Они естественным образом производятся бактериями, грибами и животными для защиты от микробов. В отличие от традиционных препаратов точечного действия, такие соединения разрушают структуру бактериальной клетки, что приводит к гибели микроба.
Зеркальные пептидные антибиотики — их точное отражение. Они имеют ту же формулу, но иную пространственную структуру. Из-за этого ферменты бактерий не могут распознать и обезвредить «зеркальную» копию: они словно остаются невидимыми. Уникальное свойство дает преимущество в лечении тяжелых случаев, когда обычные антибиотики бессильны. Критически важно, чтобы такие препараты не содержали примесей обычных молекул. В противном случае это создаст дополнительную химическую нагрузку на организм или вызовет побочные эффекты.
Исследователи протестировали четыре системы для разделения «зеркальных» версий аминокислот — компонентов антибиотиков. Каждая система — это металлическая колонка со специальным наполнителем, который распознает и разделяет зеркальные версии молекул: левую и правую. В ходе экспериментов ученые пропускали через эти колонки растворы аминокислот. Разные «зеркальные» версии молекул проходили через них с разной скоростью, и это позволяло эффективно их разделять. Наиболее эффективной оказалась система АК-59, которая полностью разделяет энантиомеры — пары молекул, зеркальные друг другу — за 10 минут.
Taurine-QN показала низкую эффективность для большинства аминокислот. АК-56 эффективно разделяла полярные аминокислоты — серин и аспарагиновую кислоту. Это особенно важно, поскольку L-форма серина необходима для построения тканей, а D-форма влияет на процессы обучения. Аналогично L-форма аспарагиновой кислоты участвует в энергообмене, тогда как ее D-форма может нарушать гормональный баланс.
Еще одно наблюдение: Chiral WCX-WAX успешно разделяла ароматические аминокислоты — например, фенилаланин. L-форма этого вещества служит основой для производства дофамина, в то время как D-форма может быть опасна для организма.
Инновационных подход, который предложили пермские ученые, позволяет контролировать чистоту лекарств и создавать антибиотики, неуязвимые для бактериальных ферментов. Это повысит эффективность лечения и поможет производить препараты с меньшими побочными эффектами.
Ранее Наука Mail писала о том, что молодые ученые нашли способ ускорить поиск эффективных лекарств от рака.
