Výzkumníci popsali „podivný protein“. Pomůže proti odolným bakteriím

Vývoj nových antibiotik, zejména účinných proti rezistentním bakteriím, je jednou z globálních zdravotnických výzev dneška, připomněli zástupci Akademie věd ve středeční tiskové zprávě.

Vskutku podivný enzym, jak říkají sami vědci, který pomůže při vývoji nových antibiotik, je podle nich jedinečný, protože spojuje unikátní jednotky ojedinělým způsobem. Svou strukturou se vymyká jakémukoli známému proteinu. Na molekulární úrovni jej lze prý přirovnat k ptakopyskovi, který taktéž zdánlivě pochází z různých zvířat.

Látky účinné např. i proti zlatým stafylokokům a jiným nebezpečným bakteriím připravují vědci z MBÚ AV ČR ve spolupráci s malou českou firmou Santiago Chemicals několik let. Vycházejí z výzkumu, který začal pod vedením Jiřího Janaty v roce 2017. Tehdy přišli s novým účinnějším antibiotikem CELIN, které kombinuje stavební kameny dvou přírodních látek: CELesticetinu a LINkomycinu.

Dalším přelomovým krokem bylo objasnění struktury zvláštního enzymu. Ten je zásadní pro přípravu přírodního antibiotika celesticetinu. Enzym se podle vědců svou strukturou vymyká jakémukoli známému proteinu. Samotné přírodní látky celesticetin a linkomycin se využívají jako antibiotika, avšak jejich nepřírodní kombinace CELIN má být účinnější.

Čeští experti se tím zabývají už déle. „V letech 2015–2018 jsme výraznou měrou přispěli k vyřešení podivuhodné biosyntézy linkosamidových antibiotik (celesticetin a linkomycin), v nichž se jednotlivé stavební kameny sestavují jako v molekulární verzi stavebnice Lego. Když jsme si tyto principy vyzkoušeli při konstrukci hybridní látky CELIN, napadlo nás, že by naše stavební možnosti byly výrazně širší, kdybychom rozuměli funkci zásadních enzymů z biosyntézy přírodních linkosamidů,“ uvedl Jiří Janata z MBÚ AV ČR.

Pro studium struktury proteinu je podle Stanislava Kadlčíka, který odhalil strukturu základní formy kondenzačního enzymu, potřeba jeho čištění a krystalizace. K vyřešení funkce proteinu je nutné mít i krystaly se substráty enzymu, které jsou často velmi neobvyklé a těžko získatelné.

Studium struktury jednotlivých enzymů je podle vědců náročné nejen z hlediska přírodních zákonitostí.

„Když se dnes mluví o škrtech ve výdajích na vědu, málokdo si uvědomuje, jak je taková dlouhodobá mezinárodní spolupráce křehká. To, co se buduje a do čeho se investuje několik let, se dá i za jediný rok zničit,“ poznamenal Zdeněk Kameník z MBÚ AV ČR.

Antibiotika jsou speciálními molekulárními stavbami na míru, přesně zapadají do zásadních biologických struktur mikroorganismů. Proto jsou účinná jen proti bakteriím a pro člověka jsou neškodná. Rezistence k antibiotikům tuto do sebe zapadající skládačku ruší a antibiotika přestávají fungovat.

Antibiotika a rezistence jsou podle vědců součástmi chemické komunikace mikroorganismů. Pokud se této komunikaci podaří porozumět, mohli by lidé v budoucnu infekční nemoci léčit novým způsobem.

Bakterie by se nemusely zabíjet, namísto toho by podle vědců bylo možné patogenním bakteriím vyslat signály, které by je přesvědčily k ústupu.

Výsledky bádání vyšly v červnovém čísle odborného časopisu Nature Catalysis.