交战细菌发射的“毒箭”可能导致新的抗生素

这些是被有毒箭头攻击破坏的细菌。

伦敦帝国理工学院的研究表明，用来消灭竞争对手的武器细菌可以被复制以产生新形式的抗生素。

研究人员在细菌库中发现了一种新型武器，其作用与普通抗生素相似。

“通过进一步了解和表征VgrG2b的分子靶标以及毒素如何发挥作用，这项研究将支持新抗生素的设计。”-托马斯·伍德博士

研究小组说，通过发现这种新武器的机理，可以设计出新的抗生素来填补由于抗生素耐药性上升而留下的空白。

帝国理工大学生命科学系MRC分子细菌学和感染中心的主要作者Alain Filloux教授说：“细菌彼此进化了数十亿年，并设计了许多策略来相互搏斗和杀死彼此，以在环境中占上风。

“这个新的'有毒箭头'是为此目的开发的工具之一，找到用于细菌战的所有其他可能策略，将有助于研究人员和制药业补充目前日益减少的抗生素生产渠道。”

从分子cross发射

这项新的研究发表在《细胞报告》上，研究了VI型分泌系统（T6SS）–一种“分子cross”，某些细菌用来向竞争对手的细菌发射有毒包裹。细菌争夺控制食物来源和空间的主导地位，使它们在环境中environment壮成长。

“细菌彼此进化了数十亿年，并设计了许多策略来相互搏斗和杀死彼此，以在环境中占上风。”—阿兰·菲卢克斯（Alain Filloux）教授

研究小组发现了一种由铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）使用的新型有毒箭头，称为VgrG2b，该毒素的尖端非常明显。通过分析毒素的原子结构，研究小组表明它是一种被称为金属肽酶的酶，可以切割蛋白质。

一旦被发射到竞争细菌中，VgrG2b会靶向内和外细菌膜之间并包围细胞壁的细胞包膜。现在在墨尔本大学多尔蒂学院（Doherty Institute）的Abderrahman Hachani博士说：“这个至关重要的区域为细胞提供了结构完整性，调节了细胞的生长，并成为抵抗外部环境的保护性屏障。”

VgrG2b防止细胞粘住，导致其凸起，并在细胞完整性出现故障时最终爆炸。

抗生素模拟

这种攻击形式类似于一组称为β-内酰胺的抗生素的工作方式。这些抗生素包括青霉素，与许多类抗生素一样，许多有害细菌对其的耐药性也越来越高。

现在在哈佛医学院的托马斯·伍德博士说：VgrG2b对靶细胞的影响模仿了β-内酰胺类抗生素的作用。但是很明显，它的作用方式是不同的。通过进一步了解和表征VgrG2b的分子靶标以及毒素如何发挥作用，这项研究将支持新抗生素的设计。

该研究得到医学研究理事会和惠康基金会的支持。

参考：Thomas E. Wood，Sophie A. Howard，AndreasFörster，Laura M. Nolan，Eleni Manoli，Nathan P. Bullen和Hamish C.L.撰写的“铜绿假单胞菌T6SS提供了一种破坏细菌细胞形态的周质毒素”。Yau，Abderrahman Hachani，Richard D.Hayward，John C.Whitney，Waldemar Vollmer，Paul S.Freemont和Alain Filloux，2019年10月1日，Cell Reports.DOI：
10.1016 / j.celrep.2019.08.094