双重作用抗生素可使细菌耐药性几乎不可能实现

根据伊利诺伊大学芝加哥分校的最新研究，一种通过破坏两个不同细胞靶点起作用的新型抗生素将使细菌产生耐药性变得困难 1 亿倍。

在《自然化学生物学》杂志的一篇新论文中，研究人员探究了一类名为大环酮的合成药物如何破坏细菌细胞功能以对抗传染病。他们的实验表明，大环酮可以通过两种不同的方式发挥作用——要么干扰蛋白质的产生，要么破坏 DNA 结构。

由于细菌需要同时对这两种攻击实施防御，研究人员计算出耐药性几乎是不可能的。

UIC 杰出药学教授亚历山大·曼金 (Alexander Mankin) 表示：“这种抗生素的妙处在于它通过细菌的两个不同靶点杀细菌。如果抗生素以相同浓度同时作用于两个靶点，那么细菌就会通过获得两个靶点中任意一个的随机突变而失去产生耐药性的能力。”

大环内酯类是合成抗生素，结合了两种广泛使用但作用机制不同的抗生素的结构。大环内酯类(如红霉素)可阻断核糖体(细胞的蛋白质制造工厂)。氟喹诺酮类(如环丙沙星)则针对一种名为 DNA 旋转酶的细菌特异性酶。

由生物科学副教授 Yury Polikanov 和药学研究教授 Mankin 和 Nora Vázquez-Laslop 领导的两个 UIC 实验室研究了不同大环酮药物的细胞活性。

Polikanov 的研究小组专门研究结构生物学，他们研究了这些药物如何与核糖体相互作用，发现它们比传统的大环内酯类药物结合得更紧密。大环内酯类药物甚至能够结合并阻断大环内酯类耐药菌株的核糖体，并且无法触发耐药基因的激活。

其他实验测试了大环酮类药物在不同剂量下是否优先抑制核糖体或 DNA 旋转酶。虽然许多设计在阻断一个目标或另一个目标方面表现更好，但一种以最低有效剂量干扰两者的药物脱颖而出，成为最有希望的候选药物。

波利卡诺夫说：“通过以相同的浓度击中两个目标，其优势在于，细菌几乎不可能轻易产生简单的基因防御。”

作者表示，这项研究还反映了 UIC 分子生物学研究大楼的跨学科合作，来自医学院、药学院和文理学院的研究人员共享相邻的实验室，推动像这样的基础科学发现。

“所有这些工作的主要成果就是让我们了解了下一步该如何做，”曼金说。“我们让化学家们明白，你需要优化这些大分子酮，才能同时达到这两个目标。”

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