Columbus, Ohio (USA) - Forscher haben herausgefunden, dass eine viel versprechende neue Klasse von antibakteriellen Chemikalien hemmt eine der grundlegenden Prozesse des Lebens - eine Zelle die Fähigkeit, genetisches Material zu übertragen. Genau weiß, wie diese Chemikalien zu halten bakteriellen Zellen in Schach können die Wissenschaftler die Wirksamkeit von Antibiotika.
Wie viele Bakterien-Hemmer, diese neue Klasse von Verbindungen - das CBR703 Serie - hemmt die RNA-Polymerase, die Schlüssel-Enzym bei der Expression von Genen. Aber die einzigartigen Mechanismus, dass diese Verbindungen verwenden, um RNA-Polymerase hemmen, wurde zuvor unbekannt und wird zum ersten Mal in dieser Woche der Zeitschrift Science.
"Es ist ein langer Weg zwischen dem Wissen, dass etwas tötet Bakterien und herauszufinden, die genaue Prozess, bei dem die Bakterien getötet", sagte Irina Artsimovitch, eine Studie Co-Autor und Dozent für Mikrobiologie an der Ohio State University. "Andere Antibiotika hemmen auch RNA-Polymerase, aber die, die in dieser Studie mit einem völlig anderen inhibitorischen Mechanismus."
Laut der Studie, CBR703-Hemmer behindert die Fähigkeit der RNA-Polymerase in Escherichia coli, um entscheidende katalytische Funktionen, wie z. B. Gebäude der RNA-Moleküle. Verbindungen in der CBR703 Baureihe - alle sind synthetische Chemikalien - unbrauchbar machen RNA-Polymerase durch Bindung an einen bestimmten Ort auf das Enzym - ein notwendiger Schritt in diesem Prozess.
"Wenn Sie nicht wissen, wo sich die Inhibitor bindet, können Sie keine Schlussfolgerungen ziehen, wie etwa, dass Hemmer wirkt ihr Ziel," sagte Artsimovitch. "Auf der anderen Seite, wenn Sie diese Informationen haben, können Sie vorhersagen, wenn der Inhibitor wäre wirksam gegen ein breites Spektrum von Bakterien, die als Bindungsstelle möglicherweise nicht in der gleichen RNA-Polymerase-Enzyme aus verschiedenen Bakterien."
Sie und ihre Kollegen haben, um die Auswirkungen von CBR703-Hemmer auf E. coli, da die RNA-Polymerase-Enzym in vielen Krankheitserregern ist ähnlich dem von der E. coli Bakterien. CBR703 Verbindungen sind noch nicht als kommerzielle Antibiotika.
Während die CBR703 Hemmer schien zu stoppen Gen-Expression in E. coli, die Forscher festgestellt, dass die Verbindungen nicht hemmen RNA-Polymerase in menschlichen Zellen. Finden diese mangelnde Hemmung von menschlichen Zellen ist der Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente, wie einige Antibiotika Verbindungen schaden könnte auch Bakterien und menschlichen Zellen.
"Wenn wir etwas finden, dass die Hemmung eines bestimmten Prozesses, ist es leichter, gezielte Drogen", sagte Artsimovitch. "In diesem Fall, etwas gehemmt, dass die bakterielle RNA-Polymerase können wir einen Blick auf die Struktur des Enzyms und die Bestimmung, wie die Verbesserung der Inhibitoren weiter, um sie effektiver zu gestalten."
Artsimovitch, die die Studie mit Robert Landick, Professor für Mikrobiologie an der University of Wisconsin-Madison und Clement Chu und A. Simon Lynch, die beide mit Cumbre, Inc., ein biopharmazeutisches Unternehmen in Dallas.
Die Forscher von Cumbre, Inc., erstellt und analysiert, eine Vielzahl von chemischen Verbindungen, um zu finden, die hemmen Transkription in E. coli. Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, wenn eine Kopie der RNA aus einem DNA-Sequenz.
Nach der Feststellung, dass CBR703 gehemmt Transkription in E. coli, lief die Forscher die Bakterien durch eine Reihe von Tests, die es ihnen erlaubten, um zu sehen, wo und wann während der Transkription der Inhibitor für das Enzym gehandelt.
Transkription ist ein Multi-Schritt-Prozess, in dem die genetische Information von der DNA transkribiert wird, oder auf die RNA. Transkription ist der Schlüssel für alle zellulären Prozesse. In dieser Studie, CBR703 behindert den Zusatz von Nukleotiden - einzelnen Einheiten, die einen RNA-Molekül - und damit um eine neue Ausrichtung der RNA bilden.
"Zu wissen, wie ein neues Antibiotikum wirkt auf ihr Ziel ist der Prozess der Herstellung neuer Medikamente, um eine neue Ebene, die für ein besseres Verständnis der ein Medikament für die direkten und Nebenwirkungen", sagte sie. Diese neue Reihe von antibakteriellen Substanzen birgt ein großes Versprechen für die Gestaltung Medikamente gezielt zu den wichtigsten Klassen der bakteriellen Erreger, wie die, die zu Lungenentzündungen und Tuberkulose.
"Immer wenn eine neue Klasse von antibakteriellen Verbindungen zur Verfügung stehen, sie führt zu einem Anstieg der Begeisterung in der Medizin, da die neuartige Antibiotika können neue Behandlungen, oder zumindest können die neuen Waffen gegen pathogene Bakterien, die resistent auf andere Drogen" Artsimovitch sagte.
Diese Forschung wurde unterstützt durch Zuschüsse aus den National Institutes of Health und dem US-Ministerium für Landwirtschaft und zum Teil von Cumbre, Inc. Artsimovitch hat keine Verbindung zu Cumbre über den Rahmen dieser Studie.