Moč streptomicina je odvisna od izraženosti kanala MscL

Streptomicin je bil prvi antibiotik, ki so ga odkrili v razredu aminoglikozidov in izvira iz aktinobakterijeStreptomycesrod1. Široko se uporablja pri zdravljenju resnih bakterijskih okužb, ki jih povzročajo Gram-negativne in Gram-pozitivne bakterije, vključno s tuberkulozo, endokardialnimi in meningealnimi okužbami ter kugo. Čeprav je znano, da je primarni mehanizem delovanja streptomicina prek zaviranja sinteze beljakovin z vezavo na ribosome, mehanizem vstopa v bakterijsko celico še ni jasen.

Mehansko občutljiv kanal velike prevodnosti (MscL) je visoko ohranjen bakterijski mehansko občutljiv kanal, ki neposredno zaznava napetost v membrani.2. Fiziološka vloga MscL je vloga ventila za izpust v sili, ki se zapre ob akutnem padcu osmolarnosti okolja (hipoosmotski udar).3. Pod hipoosmotskim stresom voda vstopi v bakterijsko celico in povzroči njeno nabrekanje ter tako poveča napetost v membrani; Vrata MscL kot odgovor na to napetost tvorijo veliko poro približno 30 Å4, kar omogoča hitro sproščanje topljencev in zaščito celice pred lizo. Zaradi velike velikosti por je prehod MscL strogo reguliran; izražanje kanala MscL z napačnim prehodom, ki se odpre pri napetostih, nižjih od običajnih, povzroči počasno rast bakterij ali celo celično smrt5.

Bakterijski mehansko občutljivi kanali so bili predlagani kot idealne tarče zdravil zaradi njihove pomembne vloge v fiziologiji bakterij in pomanjkanja identificiranih homologov v višjih organizmih6. Zato smo izvedli visoko zmogljiv zaslon (HTS) in iskali spojine, ki bodo zavirale rast bakterij na način, odvisen od MscL. Zanimivo je, da smo med zadetki našli štiri znane antibiotike, med njimi tudi zelo razširjena aminoglikozidna antibiotika streptomicin in spektinomicin.

Moč streptomicina je odvisna od izražanja MscL v poskusih rasti in sposobnosti preživetjain vivo.Zagotavljamo tudi dokaze o neposredni modulaciji aktivnosti kanala MscL z dihidrostreptomicinom v poskusih patch clampin vitro. Vključenost MscL v pot delovanja streptomicina ne nakazuje le novega mehanizma, kako ta obsežna in zelo polarna molekula pridobi dostop do celice pri nizkih koncentracijah, ampak tudi nova orodja za modulacijo moči že znanih in potencialnih antibiotikov.


Čas objave: 11. julij 2023