科学家阐明氨基糖苷类耐药酶NpmA与核糖体相互作用结构图

摘 要:

氨基糖苷类抗生素与细菌核糖体结合,干扰细菌蛋白质的合成,从而杀死细菌。NpmA是由质粒编码的氨基糖苷类耐药性可移动遗传元件。发表在PNAS上的一篇研究论文首次研究了NpmA与细菌核糖体相互作用的结构图,为针对NpmA靶标开发新型药物奠定了基础。

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氨基糖苷类抗生素主要包括链霉素(streptomycin,第一个用于治疗结核病的药物)、卡那霉素(kanamycin)、妥布霉素(tobramycin,通常在囊性纤维化中使用)、庆大霉素(gentamicin)、阿米卡星(amikacin)和新霉素(neomycin)等。

由于氨基糖苷类抗生素可能对肾脏和内耳具有毒性,因此医生一般仅在严重感染时使用这类抗生素。但是细菌对其它抗生素的耐药性越来越严重,因此临床上使用氨基糖苷类抗生素的时候也越来越多。

NpmA(novel plasmid-mediated 16S rRNA methyltransferase)最初是在一名日本病人体内分离的大肠杆菌中发现的,是由细菌质粒编码的氨基糖苷类耐药性可移动遗传元件。NpmA的另一个特征是他能够识别所有细菌核糖体共有的结构特征。研究发现,在大肠杆菌中发现的NpmA在其它细菌内也具有相应功能。

氨基糖苷类抗生素通过与细菌核糖体结合,干扰细菌蛋白质的合成,从而杀死细菌。许多氨基糖苷类耐药基因都是通过改变抗生素的结构来产生耐药性,因此通常只对几种抗生素具有耐药性。但是NpmA可通过改变细菌核糖体的结构来产生耐药性,因此对几乎所有氨基糖苷类抗生素都具有耐药性,因此这种耐药基因的威胁更大。

先前已经对细菌核糖体和NpmA的结构分别进行了研究,发表在PNAS上的一篇研究论文首次研究了NpmA与细菌核糖体相互作用的结构图。研究人员利用X射线晶体学技术,得到了NpmA与细菌核糖体相互作用的原子水平的快照,揭示了NpmA与核糖体的相互作用模式。通过对相互作用结构图的深入研究,为针对NpmA靶标开发新型药物奠定了基础。

参考文献:

1、Wachino J, et al. Novel plasmid-mediated 16S rRNA m1A1408 methyltransferase, NpmA, found in a clinically isolated Escherichia coli strain resistant to structurally diverse aminoglycosides. Antimicrob Agents Chemother, 2007,51(12): 4401-4409.

2、Husain N, et al. Structural basis for the methylation of A1408 in 16S rRNA by a panaminoglycoside resistance methyltransferase NpmA from a clinical isolate and analysis of the NpmA interactions with the 30S ribosomal subunit. Nucleic Acids Res, 2011,39(5): 1903-1918.

    日期:2014年04月29日  分类:耐药性
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