链霉素的新作用方式有望治疗耐药性感染

研究人员在PLOS Biology中报告了链霉素(一种最古老和最广泛使用的抗生素)渗透到细菌细胞中的机制。这项由UT西南医学中心的科学家及其同事进行的研究也揭示了开发治疗耐药性感染的新药的潜在途径。共同主要作者是Robin Wray和Irene Iscla博士，共同作者是Drs Paul Blount和Junmei Wang，均来自UT西南医学中心。这项工作是与华中科技大学同济医学院药学院的华丽博士和亚高博士合作完成的。

据世界卫生组织(WHO)称，抗生素和抗菌素耐药性对全球公共卫生的威胁日益严重。在这种背景下，由布朗特博士领导的小组开始通过改变细菌“紧急释放阀” - 机械敏感通道MscL的特性来识别能够抑制细菌生长的化合物。MscL是一种具有孔的跨膜蛋白，存在于绝大多数细菌物种中，它通过从细胞内释放溶质来帮助细胞耐受外部渗透压的突然降低。以前的研究表明，MscL的突变导致细胞更容易打开，这对细菌的生长是有害的。令人惊讶的是，Blount博士及其同事发现，MscL的表达增加了链霉素，二氢链霉素的变体的效力。这些结果发表在Nature Communications上。

因为当MscL表达时，MscL是通道并且二氢链霉素增加溶质的通量，所以Blount博士和他的合作遵循二氢链霉素可以结合并打开MscL的假设。

在目前的研究中，使用生物化学，分子和计算方法的组合，研究人员发现二氢链霉素结合MscL的特定位点并改变其构象，允许溶质的流出，并且令人惊讶的是，二氢链霉素进入细胞。这一发现非常引人注目。

链霉素已经研究了几十年，并且已经确定它主要通过干扰蛋白质合成来杀死细菌。然而，直到现在，这种大而庞大且带电荷的抗生素进入细菌细胞内部的机制仍然未知。

尽管二氢链霉素通道活化本身不足以在对链霉素对蛋白质合成的活性具有抗性的细菌细胞中实现减缓的生长或细胞死亡，但显然该药物直接结合并修饰MscL通道孔。除了解决旧的谜团外，该研究还有望发现针对MscL通道的新抗生素。

二氢链霉素现在用作第一个确定性实例，其中化合物与MscL通道的直接和特异性结合可以引起MscL通道孔的至少部分(如果不是完全开放)。如果能够识别出能够更长时间打开MscL通道或将其打开更长时间的化合物，那么它将是一个有价值的抗菌候选物。