Бактерия подарила биохимикам оружие против бацилл

Биохимики РАН открыли новый фермент, способный разрушать клетки опасных бактерий, включая возбудителей сибирской язвы и патогены, вызывающие пищевые отравления. Это открытие может стать основой для принципиально новых антимикробных препаратов.
Автор Наука Mail
Среди бактерий есть уникальные виды, которые способны производить комплексы внеклеточных бактериолитических ферментов с разным действием в отношении связей пептидогликана
Среди бактерий есть уникальные виды, которые способны производить комплексы внеклеточных бактериолитических ферментов с разным действием в отношении связей пептидогликанаИсточник: Unsplash

Устойчивость бактерий к антибиотикам — одна из главных проблем современной медицины. Однако российские ученые сделали важный шаг в решении этой задачи. Сотрудники Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина РАН обнаружили новый фермент, который эффективно уничтожает патогенные микроорганизмы, включая штаммы, устойчивые к традиционным антибиотикам.

Фермент, получивший название Ami, вырабатывается бактерией Lysobacter capsici. В ходе экспериментов он продемонстрировал высокую активность против бактерий рода Bacillus, среди которых — возбудитель сибирской язвы, а также патогены, вызывающие тяжелые пищевые отравления. Ученые отмечают, что по своим свойствам Ami превосходит ранее известные амидазы, что делает его перспективным для создания новых лекарств.

Чашки Петри с вплавленными в агар живыми клетками Bacillus, среди которых возбудитель сибирской язвы (крайняя левая панель). В месте нанесения фермента Ami видна зона просветления, что указывает на гибель бактериальных клеток. Справа результаты фазово-контрастной микроскопии: клетки после обработки ферментом (сверху) и не обработанные ферментом бациллы (снизу)
Чашки Петри с вплавленными в агар живыми клетками Bacillus, среди которых возбудитель сибирской язвы (крайняя левая панель). В месте нанесения фермента Ami видна зона просветления, что указывает на гибель бактериальных клеток. Справа результаты фазово-контрастной микроскопии: клетки после обработки ферментом (сверху) и не обработанные ферментом бациллы (снизу)Источник: new.ras.ru

Особенность фермента заключается в его способности разрушать пептидогликан — основной структурный компонент клеточных стенок бактерий. Это приводит к гибели патогенных микроорганизмов. В ходе исследования ученые использовали современные биоинформатические методы, чтобы сравнить два штамма L. capsici — активный, производящий бактериолитические ферменты, и неактивный, утративший эту способность.

Для детального изучения Ami исследователи разработали оригинальные молекулярно-генетические подходы, позволившие получить фермент в достаточном количестве. Лабораторные тесты подтвердили его высокую эффективность против устойчивых к антибиотикам бактерий. Кроме того, ученые выяснили, какие именно связи в пептидогликане разрушает фермент, что важно для его дальнейшего применения в медицине.

Проблема антибиотикорезистентности становится все острее, и поиск новых противомикробных средств крайне важен. Наше открытие открывает путь к созданию принципиально новых препаратов на основе ферментов, к которым у бактерий еще нет устойчивости.
Ирина Кудрякова
старший научный сотрудник ИБФМ РАН

Следующим этапом работы станет детальное изучение механизма действия Ami на молекулярном уровне. Это позволит разработать лекарственные средства с заданными антимикробными свойствами. Ученые надеются, что их открытие внесет значительный вклад в борьбу с опасными инфекциями, особенно в условиях растущей резистентности бактерий к существующим антибиотикам.

Ранее Наука Mail рассказывала, как пластиковое загрязнение может незаметно усиливать распространение устойчивых к антибиотикам бактерий.