研究揭示了抗生素“Velcro”是如何杀死细菌的

一种名为plectasin的小型抗生素使用了一种创新的机制来杀死细菌。通过组装成大的结构，plectasin附着在细菌细胞表面的目标上，类似于Velcro的两侧形成结合

乌得勒支大学的结构生物学家Markus Weingarth和生物化学家Eefjan Breukink领导的一个研究小组绘制了Velcro结构是如何形成的。他们的发现发表在《自然微生物学》上，揭示了一种新的方法，该方法可能对开发对抗微生物耐药性的抗生素产生广泛影响

研究小组调查了白曲霉素的作用，白曲霉素是一种源自真菌黑拟白曲霉的抗生素。该团队采用了先进的生物物理技术，包括固态核磁共振，并与格罗宁根的Wouter Roos合作，使用了原子力显微镜

传统上，抗生素的作用是靶向细菌细胞内的特定分子。然而，普莱克塔辛作用背后的机制直到现在才被完全理解。先前的研究提出了一种传统的模型，在该模型中，普列他辛与一种名为脂质II的分子结合，脂质II对细菌细胞壁合成至关重要，类似于锁上的钥匙

这项新研究揭示了一个更加复杂的过程。Plectasin的作用不仅仅像锁里的钥匙；相反，它在含有脂质II的细菌膜上形成致密结构。这些超分子复合物捕获其靶脂质II，防止其逃逸。即使一种脂质II脱离了plectasin，它仍然被包含在Velcro结构中，无法逃脱

Weingarth将这种结构与Velcro进行了比较，在Velcro中，plectasin形成了附着在细菌“环”上的微小钩子。在正常的Velcro，如果其中一个环从钩子上脱落，它仍然被整个结构捕获。被困在伪君子上层结构中的细菌也是如此：它们可以从伪君子的结合中挣脱出来，但仍被困在上层结构中。这样可以防止细菌逃逸并引起进一步的感染

此外，研究人员发现钙离子的存在进一步增强了plectasin的抗菌活性。这些离子与plectasin的特定区域配位，引起结构变化，显著提高抗菌效果。该研究的第一作者之一、博士生Shehrazade Miranda Jekhmane和Maik Derks发现，离子在普乐他辛的作用中起着关键作用。他们意识到plectasin样品有一种特殊的颜色，这暗示了离子的存在

该研究的主要作者Markus Weingarth预计，这一发现可能为开发高级抗生素开辟新的途径

“出于安全考虑，Plectasin可能不是理想的候选抗生素。然而，在我们的研究中，我们发现‘Velcro机制’似乎在抗生素中广泛使用，但迄今为止被忽视了。因此，未来的药物设计工作不仅需要关注如何结合靶点，还需要关注药物如何有效地自我组装。因此，我们的研究填补了一个重大的知识空白，这可能对设计更好的药物以对抗日益增长的抗微生物耐药性威胁具有广泛意义，”他说