Как микроорганизмы используют медь для производства антибиотикаКак микроорганизмы используют медь для производства антибиотика
Известно, что медь обладает антибактериальными свойствами, и хотя она является важным химическим веществом для многих организмов, в больших количествах она может быть токсичной.
Бактерии обычно нуждаются в меди или других металлах для важнейших биологических процессов, но они также должны защищаться от избытка этого элемента. Бактерии часто конкурируют с другими микробами за ресурсы, поэтому нередко они вырабатывают антибактериальные соединения. Pseudomonas aeruginosa обычно живет в почве, но может также вызывать серьезные инфекции. Новое исследование, о котором сообщается в журнале Science, описало химический процесс в P. aeruginosa и показало, что микроорганизм использует медь для выработки антибиотика флуопсин C.
"Это открытие помогает нам понять, как эта патогенная бактерия противостоит меди и конкурирует с нашей естественной микробиотой во время инфекции, и будет способствовать открытию новых методов лечения", - сказал старший автор исследования Бо Ли, доцент химии в Университете Северной Каролины.
Флуопсин С - это антибиотик широкого спектра действия или металлоантибиотик, который был открыт несколько десятилетий назад и является известным метаболитом P. aeruginosa. Он способен уничтожать различные бактерии и грибки, включая некоторые штаммы, которые могут противостоять действию других препаратов. Исследования показали, что флуопсин С эффективен против различных типов как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. В этом исследовании ученые наблюдали, как культуры клеток P. aeruginosa поглощают медь, и увидели, что медь включается в флуопсин С, вырабатываемый бактериями.
Для изучения этого процесса авторы исследования использовали технологию электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или спектроскопии электронного спинового резонанса (ESR-спектроскопии). ЭПР - это одна из форм магнитно-резонансной спектроскопии, которая может быть использована для анализа материалов с одним или несколькими неспаренными электронными спинами.
Данная работа показала, что две молекулы, содержащие серу, присоединяются к каждому из атомов меди в смеси цикс- и транс-изомеров. Исследование показало механизм синтеза флуопсина С, который не требует применения опасных химических веществ и этот механизм не похож на другие известные процессы, которые либо секвестрируют медь, либо экспортируют ее из клетки, отметил Ли.
