Streptomycin là loại kháng sinh đầu tiên được phát hiện thuộc nhóm aminoglycoside và có nguồn gốc từ vi khuẩn Actinobacteria củaStreptomyceschi1. Nó được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng do vi khuẩn gram âm và gram dương gây ra, bao gồm bệnh lao, nhiễm trùng nội tâm mạc và màng não và bệnh dịch hạch. Mặc dù người ta biết rằng cơ chế hoạt động chính của streptomycin là thông qua ức chế tổng hợp protein bằng cách liên kết với ribosome, cơ chế xâm nhập vào tế bào vi khuẩn vẫn chưa rõ ràng.

Kênh nhạy cảm cơ học có độ dẫn lớn (MscL) là kênh nhạy cảm cơ học của vi khuẩn được bảo tồn cao, trực tiếp cảm nhận được sức căng trong màng2. Vai trò sinh lý của MscL là một van xả khẩn cấp giúp ngăn chặn sự sụt giảm nghiêm trọng về độ thẩm thấu của môi trường (sốc giảm thẩm thấu)3. Dưới áp lực thẩm thấu thấp, nước xâm nhập vào tế bào vi khuẩn khiến nó sưng lên, do đó làm tăng sức căng của màng; Cổng MscL để đáp ứng với lực căng này tạo thành lỗ rỗng lớn khoảng 30 Å4, do đó cho phép giải phóng nhanh chóng các chất hòa tan và cứu tế bào khỏi bị ly giải. Do kích thước lỗ chân lông lớn nên việc kiểm soát MscL được điều hòa chặt chẽ; biểu hiện của kênh MscL định hướng sai, mở ra ở mức căng thẳng thấp hơn bình thường, khiến vi khuẩn phát triển chậm hoặc thậm chí làm chết tế bào5.

Các kênh nhạy cảm cơ học của vi khuẩn đã được đề xuất là mục tiêu thuốc lý tưởng do vai trò quan trọng của chúng đối với sinh lý của vi khuẩn và thiếu các chất tương đồng được xác định ở các sinh vật bậc cao6. Do đó, chúng tôi đã thực hiện sàng lọc thông lượng cao (HTS) để tìm kiếm các hợp chất sẽ ức chế sự phát triển của vi khuẩn theo cách phụ thuộc MscL. Điều thú vị là, trong số những phát hiện này, chúng tôi đã tìm thấy bốn loại kháng sinh được biết đến, trong số đó có kháng sinh aminoglycoside được sử dụng rộng rãi là streptomycin và Spectinomycin.

Hiệu lực của streptomycin phụ thuộc vào biểu hiện MscL trong các thí nghiệm tăng trưởng và khả năng sống sóttrong cơ thể sống.Chúng tôi cũng cung cấp bằng chứng về việc điều chế trực tiếp hoạt động kênh MscL của dihydrostreptomycin trong các thí nghiệm kẹp miếng vátrong ống nghiệm. Sự tham gia của MscL vào con đường hoạt động của streptomycin cho thấy không chỉ một cơ chế mới về cách phân tử cồng kềnh và có độ phân cực cao này tiếp cận được tế bào ở nồng độ thấp mà còn là công cụ mới để điều chỉnh hiệu lực của các loại kháng sinh tiềm năng và đã được biết đến.