科技突破将在未来帮助设计抗生素

  英国布里斯托大学的研究人员专注于研究细菌内与抗药性有关的蛋白酶的功能，这些蛋白酶能够破坏抗生素的结构，使得细菌具有抗药性。新的研究发现，计算机模拟能被用于显示细菌是如何破坏抗生素，这种科技突破将会帮助发展能够有效解除感染的新型抗生素，研究成果于近日发表在Chemical Communications上。
  通过使用诺贝尔奖获奖的技术QM/MM-量子力学 /分子力学模拟方法，布里斯托尔的研究团队能够获得分子水平的洞察力来观察β-内酰胺酶作用于抗生素的方式。碳青霉烯类抗生素被认为是许多细菌感染及超级细菌（如大肠杆菌）的“终极手段”。可是，对碳青霉烯类抗生素持续增加的抵抗性却使得研究人员们一筹莫展。抗药性使得一些细菌感染无法治疗，即使是一个很小的感染也会非常危险甚至是导致死亡。
  利用QM/MM模拟技术，研究人员发现了抗药性过程中最重要的一步-即酶“吐出”破坏了的抗生素这一步。如果这个过程发生得很快，那么蛋白酶能够继续毁坏抗生素，然后细菌就具有了抗药性。如果这个过程发生得很慢，酶被“堵塞”而不能破坏更多的抗生素，那么细菌很可能会死亡。
  研究发现，“吐出”率依赖于反应中能量势垒的高度—如果势垒高，则反应速率慢；势垒低，则反应速率要快得多。
  “研究已经表明，我们能够利用电脑模拟来鉴定哪种酶迅速的破坏并吐出碳青霉烯类抗生素，哪些酶则反应得很慢”，来自布里斯托尔大学化学学院的Adrian Mulholland教授表示，“在将来，这种模拟技术能够被应用于蛋白酶的测试并预测及获悉抗药性，我们希望这能确定它们是怎样抵抗不同的药物。总的来说，这将是一种有用的工具，能能够用于发展新型的抗生素，帮助选择治疗特定疾病的最适药物”。（转化医学网360zhyx.com）