一种类似于乐高的方法 可以提高自然界自身杀死危险细菌的能力

疾病控制与预防中心认为抗生素耐药性是最紧急的公共卫生威胁之一，它影响着世界各地的社区。在医院，公共场所，我们的食物供应和我们的水中都可以看到细菌对抗生素产生抗药性的后果。

在寻找解决方案时，伦斯勒理工学院的研究人员一直在追求自然。在最近发表在《生物大分子》上的一篇论文中，研究小组证明了它如何改善自然界中精心挑选的抗菌酶的收集能力，从而以不太可能引起细菌耐药性的方式攻击细菌。

化学与生物工程学教授，生物技术与跨学科研究中心(CBIS)成员乔纳森·多迪克(Jonathan Dordick)说：“我们的想法是，我们可以采用自然的方法并使其变得更好”。博士后研究员Domyoung Kim和高级研究科学家Seok-Joon Kwon。

为了使细菌生长和存活，它们自然产生自溶素酶，该酶可以分解自身的细胞壁，从而使这些细胞分裂和繁殖。

在相互攻击中，细菌利用了类似的过程，即使用一种称为细菌素的抗菌蛋白杀死细菌。细菌也可以被噬菌体攻击，噬菌体是感染细菌的病毒。它们产生噬菌体内溶素酶，可从内部攻击细菌细胞。所有这三种类型的酶都被广泛称为细胞裂解酶，因为它们催化细菌细胞壁的分解。

多迪克说：“细菌很难抵抗这些酶的作用。”“例如，如果它们对自溶素具有抵抗力，它们将不会分裂。”

像构建模块一样，大多数细胞裂解酶都是模块化的。它们由一个附着在细胞壁上的结合域和一个破坏细胞壁上的孔的催化域组成，有效地破坏了目标细菌。

多迪克说，这些酶具有很强的特异性，靶向一种或几种细菌。在本文中，研究人员着手研究是否可以改善自然界创造的组合。

“想法是：我们可以在这里使用类似乐高的方法吗?我们可以从一种酶中获得结合结构域，并且可以将其与另一种酶的结合结构域或催化结构域混合吗?”多迪克说。

更具体地说，研究小组采用了抗生蛋白链菌素蛋白，该蛋白可作为有效模板，研究人员可以将一种生物的结合域和另一种生物的催化域连接起来。模块化方法使他们能够快速进行新的组合，从而确定最有效的组合。

他们发现，在靶向金黄色葡萄球菌(俗称葡萄球菌)时，它们的组合非常有效，有时甚至比自然界中出现的还要好。

多迪克说：“我们通过基因表达了几种不同生物的结合域或催化域。”“我们确定了一些比自然提供的更好的方法。因此，这为开发抗菌酶系统开辟了一种全新的方式。”

CBIS研究中心主任Deepak Vashishth说：“这项研究具有改善人类健康的潜力。”该研究中心将多个学科的教员召集在一起解决复杂的挑战。“它象征着推进医疗保健所需要的创新解决方案。”

这些发现为进一步研究和改善团队创造可用于表面并寻找并杀死目标细菌的油漆或涂料奠定了基础。控制和改造自然界中发现的各种微生物;并可能在临床上用于控制皮肤和肠道感染。

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