合成バイオインフォマティック 自然産物 抗生物質 多種多様な作用形態
John Chu1, Bimal Koirala1, Nicholas Forelli1
1Laboratory of Genetically Encoded Small Molecules, The Rockefeller University, 1230 York Avenue, New York, New York 10065, United States.
科学者は新しい抗生物質を発見するために,合成生物情報学的天然製品 (syn-BNP) のアプローチを開発しました. この方法により 抗菌剤耐性菌に対して有効な 新種の抗生物質が9種類特定され 抗菌剤耐性菌に対する希望が示されました
科学分野:
- 微生物学
- 合成生物学
- バイオ情報学
背景:
- バクテリアの天然産物は 抗生物質の重要な源です
- 抗生物質耐性の増加は 新薬の発見を必要としています
- ゲノムデータは新しい生物活性分子のための 広大な未開拓の可能性を秘めています
研究 の 目的:
- 合成生物情報学的自然産物 (syn-BNP) のアプローチを用いて,新しい抗生物質の発見のための生物合成遺伝子クラスタを調査する.
- 非リボソームペプチド合成酵素の遺伝子群にインスパイアされた循環ペプチドを合成し,スクリーニングする.
- 耐性病原体に対して有効な新しい抗生物質を特定する.
主な方法:
- 生物合成遺伝子クラスターを分析するために 生物情報アルゴリズムを使用した.
- 予測された小分子 (syn-BNPs) を生成するために化学合成を使用した.
- ESKAPE病原体とMycobacterium tuberculosisに対する抗菌活性について 157のシン-BNPサイクルペプチドをスクリーニングした.
主要な成果:
- ESKAPEの病原体とM. tuberculosisに対する活性を持つ9つの新しい抗生物質を特定した.
- 抗生物質耐性病原体がこれらのシン-BNP抗生物質に感受性があることが示されています.
- 研究室での実験では,これらの新しい抗生物質に対する耐性の発現は観察されなかった.
- 細胞溶解,膜脱極化,細胞壁合成阻害,ClpPプロテアゼの調節障害を含む様々な作用様子が特徴付けられています.
結論:
- syn-BNPアプローチは,薬剤発見のための生物合成遺伝子クラスターからの構造情報に効果的にアクセスします.
- 新しく特定されたシン-BNP抗生物質は,耐性細菌に対する強力な活性と新しいメカニズムを示しています.
- この戦略は 抗生物質耐性に対抗するために 進化的にインスパイアされた抗生物質を 迅速に特定するための 有望な道を示しています
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