Компьютерное моделирование выявляет корни лекарственной устойчивости: отключение насосов может снова сделать лечение устойчивых к антибиотикам бактерий

«Понимая, как насос движется и динамически ведет себя, мы потенциально можем найти способ деактивировать насос — и антибиотики, которые долгое время не работали, могут снова оказаться полезными», — сказала биофизик из Лос-Аламоса Гнана Гнанакаран, которая сотрудничала с коллегами из лаборатории и экспертами по насосам для оттока бактерий Хелен Згурская из Университета Оклахомы и Клаасом Посом из Университета Гете во Франкфурте, Германия.Некоторые опасные для жизни инфекции не поддаются лечению антибиотиками, потому что насосы оттока внутри определенного типа инфекционных микробов, называемых грамотрицательными бактериями, вымывают антибиотики до того, как лекарства подействуют. Один тип откачивающего насоса, который до недавнего времени изучался только по частям, недавно был полностью смоделирован и смоделирован с помощью суперкомпьютеров в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Результаты, опубликованные 28 ноября в Scientific Reports, предлагают лучшее понимание движений и функций отводящих насосов.

В работе используются обширные возможности моделирования и суперкомпьютерного моделирования, разработанные лабораторией в поддержку ее миссии по обеспечению национальной безопасности.Для этого исследования исследователи сосредоточили внимание на насосах оттока внутри бактерий Pseudomonas aeruginosa, которые могут вызывать серьезные заболевания, такие как пневмония и сепсис. У P. aeruginosa основной тип помпы называется MexAB-OprM и состоит из трех белков: MexA, MexB и OprM.«Это действительно очень большая система — примерно полтора миллиона атомов», — сказал лабораторный биолог-теоретик Сезар А. Лопес.

Насос MexAB-OprM охватывает как внутреннюю, так и внешнюю мембраны, обнаруженные у грамотрицательных бактерий, и соединяет внутреннюю часть клетки и периплазму (отсек между обеими мембранами) с внешней стороной клетки. Эта связь создает путь для выхода молекул лекарства из клетки.Суперкомпьютеры лаборатории смогли выполнить первое атомистическое моделирование всего насоса MexAB-OprM, встроенного в двойную мембранную систему, в микросекундном масштабе времени.

Затем исследователи использовали моделирование, чтобы исследовать динамику собранного насоса и понять, как функциональность насоса возникает из этой динамики. Аминокислотные взаимодействия, которые стабилизируют комплекс между MexA и OprM, также были независимо проверены с использованием вычислительной техники, называемой анализом ковариации последовательностей, биологом-теоретиком лаборатории Тимоти Траверсом.

По словам Трэверс, «это первый раз, когда такая основанная на последовательностях техника была применена для перекрестной проверки интерфейса белкового комплекса, построенного с использованием моделирования и криоэлектронной микроскопии».Применение этих вычислительных методов к множеству оттокных насосов, обнаруженных у разных грамотрицательных патогенов, должно позволить ученым выяснить, являются ли общие механизмы общими для разных насосов или специфичны для них.

Например, возможно, аминокислотные взаимодействия, которые стабилизируют структуру помпы, могут быть нацелены на попытки разработки лекарств, чтобы заблокировать сборку или функцию помпы, тем самым снова сделав несуществующие антибиотики эффективными.

9 комментариев к “Компьютерное моделирование выявляет корни лекарственной устойчивости: отключение насосов может снова сделать лечение устойчивых к антибиотикам бактерий”

  1. Фотки смотрели? Приехали на ставок отдохнуть с Калашами??? А один чел расстрелял с охотничевого сразу 7 человек!?!?!?!

  2. Уланов Константин Данилевич

    Вы Донецк не брали, а брали бы при сопротивлении, было бы тоже самое.

  3. Карапетян Сергей

    В результате оттока населения целые районы города оказались оставлены жителями. Небоскрёбы, заводы, жилые кварталы стоят заброшенные и разрушаются от времени и вандали

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.