沃里克大学 土壤中的天蓝色链霉菌，在培养皿中产生抗生素
功劳:克利斯朵夫·科雷 类激素分子如何影响土壤细菌中抗生素生产的发现，可能会为我们脚下的药物打开尚未开发的机会
在英国沃里克大学和澳大利亚莫纳什大学工作的一个国际科学家团队已经确定了一种生物机制的分子基础，这种机制可以更高效、更经济地生产现有抗生素，并使科学家能够在土壤细菌中发现新的抗生素
今天发表在《自然》杂志上的一项新研究对此进行了详细描述
大多数临床使用的抗生素是由细菌等微生物产生的分子
其中大多数是被称为放线菌的土壤细菌，它们在实验室中培养，以提取它们产生的分子
然而，这些分子的生产在实验室培养中经常被切断，使得它们很难被发现
细菌利用类似激素的小分子严格控制抗生素的生产
华威和莫纳什的研究小组研究了他们以前发现的一类特定的细菌激素，称为2-akyl-4-羟甲基呋喃-3-羧酸或AHFCAs，以发现它们在控制天蓝色链霉菌中抗生素的产生中起什么作用
利用x光结晶学和单粒子低温电子显微镜技术，他们分析了一种蛋白质的结构，这种蛋白质被称为转录因子，与细菌的特定区域结合
这阻止了细菌产生抗生素
然后，他们用一种人工合成的AHFCA激素确定了转录因子的结构，这种激素结合到转录因子上，显示了脱氧核糖核酸是如何释放的，抗生素是如何产生的。
联合主要作者Dr
华威大学生命科学与化学系合成生物学副教授克里斯·科雷说:“抗生素耐药性正在成为一个主要问题，我们迫切需要新的抗生素来解决它
“我们已经知道，类似的过程控制着许多商业上重要的分子的生产
如果我们了解控制这些化合物生产的机制，我们就可以改进工艺，使其更经济可行
“事实证明，尽管我们只关注一类特定的激素，但我们发现的机制似乎在放线菌的所有不同激素种类中都是保守的
" 放线菌比常规细菌更复杂
它们通常不像其他形式的细菌那样活动，并且它们有一个复杂的发育周期，抗生素的生产也是其中的一部分
然而，当这些细菌在纯培养物中生长时，它们通常会停止抗生素的生产，这让科学家们研究它们的努力大打折扣
通过了解如何控制这一过程的分子机制，科学家可以开启实验室培养中没有的新抗生素的生产
医生
科雷补充道:“我们可以利用这些策略来启动放线菌中新抗生素的生产
其中，我们希望找到一些对解决由耐药微生物引起的感染以及其他疾病有用的方法
这些化合物很难通过传统工艺找到
" 这一发现的关键是确定与脱氧核糖核酸结合的转录因子复合物的结构，这需要使用莫纳什大学的单粒子低温电子显微镜设备来克服x光晶体学的挑战
格雷格·查尔利斯教授是这项研究的共同负责人，他在华威大学化学系和莫纳什大学有一个共同的任命，他说:“在过去的几十年里，由于获得合适的晶体的挑战，这种类型的蛋白质-脱氧核糖核酸复合物只有少量的结构是用x光结晶学确定的
通过使用低温电子显微术，我们已经回避了这个挑战，这将使得在未来更容易确定类似复合物的结构
如果没有华威和莫纳什同事的专业知识，就不可能阐明这些激素控制抗生素生产的分子基础
"
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