Ученые из Лондонского университета Сити Сент-Джордж использовали новый метод сверхвысокоточного рассеяния рентгеновских лучей, чтобы определить местоположение и тип ионов металлов в бактериях, которые имеют решающее значение для оптимального действия антибиотиков.

Многие виды бактерий вырабатывают молекулу фермента под названием топоизомераза IV, которая распутывает и разделяет вновь реплицированную ДНК в сложных структурах внутри бактерий, позволяя клеткам делиться и размножаться.

Антибактериальные препараты, называемые фторхинолонами - например, делафлоксацин, - которые могут убивать широкий спектр бактерий, выискивают ионы магния, и связываются с этой сложной структурой. Попадая в организм, препарат оказывает смертельное действие на бактерии, блокируя работу топоизомеразы и, в конечном счете, предотвращая размножение бактериальных клеток.

Используя рентгеновские лучи с двумя заданными энергиями, команда ученых определила точное местоположение ионов магния, связанных с лекарственными средствами и ферментами, и впервые в мире определила присутствие ионов калия и хлорида в ферментном комплексе.

Ученые говорят, что этот прорыв может положить начало разработке новых антибактериальных препаратов для лечения целого ряда заболеваний.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале PNAS, было проведено под руководством профессора Марка Фишера из научно-исследовательского института неврологии и клеточной биологии при Лондонском университете Сити Сент-Джордж в сотрудничестве с учеными из Imperial и Diamond Light Source.

Эта работа является результатом многолетнего сотрудничества со структурным биологом и соруководителем, профессором Марком Сандерсоном из Imperial, которые вместе разгадали структуру многих комплексов топоизомеразы и лекарственного средства, которые жизненно важны для продвижения разработки антибактериальных препаратов.