Ученые ЮУрГУ исследуют проблему резистентности штаммов бактерий к антибиотикам

ТАСС, 2 августа. Ученые ЮУрГУ моделируют динамическую картину взаимодействий растущего пептида со стенками рибосомного туннеля в процессе добавления к нему новых аминокислот в бактериях. Такая модель необходима для разработки новых синтетических антибиотиков, которые были бы эффективны в отношении штаммов, устойчивых к природным и полусинтетическим антибиотикам. Это особенно актуально, если учитывать все более широкое распространение патогенов, устойчивых к широко употребляемым антибиотикам.

Проектом руководит кандидат химических наук Геннадий Макаров. Это исследование представляет большой интерес, поскольку некоторые аминокислотные последовательности (лидерные пептиды) способны к образованию прочных тройных комплексов. Они участвуют в формировании бактериальной резистентности. 

"Бактериальная рибосома часто является мишенью антибактериальных препаратов, при этом значительная их часть действует на рибосомный туннель. Антимикробные препараты останавливают синтез белка после некоторого количества циклов присоединения аминокислотных остатков. Остановка биосинтеза белка происходит только тогда, когда в туннеле окажется вновь синтезированный пептид с определенной последовательностью аминокислот", - говорит руководитель проекта, кандидат химических наук Геннадий Макаров. 

Исследование проводится на базе научно-исследовательской лаборатории многомасштабного моделирования многокомпонентных функциональных материалов ЮУрГУ и поддержано грантом РНФ. 

"Есть старый и широко изученный антибиотик левомицетин (хлорамфеникол). Известно, что левомицетин останавливает биосинтез белка в зависимости от аминокислотной последовательности растущего пептида. В ходе прошлого проекта мы показали, что левомицетин может связываться в рибосоме так, что он сможет пропускать мимо себя растущий пептид и взаимодействовать с ним при этом. Мы предлагаем методами молекулярно-динамического моделирования получить модель взаимодействие антибиотика с так называемыми лидерными пептидами, которые способны останавливать синтез себя самих в присутствии левомицетина и, таким образом, регулировать синтез фермента, инактивирующего антибиотик", - поясняет Геннадий Макаров.

Исследование молекулярно-механических комплексов "растущий пептид - рибосомный туннель - антибиотик" могло бы стать основой для модели механизма работы антибиотиков. Например, ученые смогли бы выявить сенсоры в рибосомном туннеле, отвечающие за переключение рибосомы в "остановленное" состояние. Ученые планируют получить структуры тройных комплексов "антибиотик - рибосома - стоп-пептид".

Южно-Уральский государственный университет - это центр цифровых трансформаций, где проводят инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития России, университет сфокусирован на продвижении крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе "Приоритет-2030". Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).