tajkhorshid实验室:争夺耐药性

驱动的抗生素抗性转运埃姆雷的模拟从初始“向内”面层结构到“向外”面层结构。因为埃姆雷是在天然膜环境反对称同型二聚体,这两种结构是对称相关于彼此。以帮助观察此,所述蛋白质由颜色不同的单体,以蓝色为单体“a”和红色单体“b”和初始配置静态地较浅的颜色绘制。其中埃姆雷嵌入生物膜还设置成球体为上下文。

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从贾纳沉的评论:

“在PNAS,vermaas等。报告说,结合了最先进的国家的建模和仿真工具的电池对埃姆雷在原子水平上的错综复杂的药物 - 质子反向转运机制有了新的认识的计算研究“。

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单程细菌开发许多不同的抗生素的抗性是通过产生吐出陌生的小分子,如抗生素,它们可以做细菌所需的损坏之前泵。研究人员梳理出的一种抗生素泵的工作原理的细节。这项研究最近发表在 科学的美国国家科学院院刊。

最终的目标是开发新的药物来堵塞泵,因此它不能吐出抗生素,也许恢复其有效性。

具体泵的研究人员研究,被称为埃姆雷,来自 即大肠杆菌常规实验室细菌,可偶尔会引起食物中毒。泵识别并移去适度油性,带正电的小分子,说说笑vermaas,前生物物理学研究生伊利诺伊州通过桑迪亚国家实验室的校园高管被支持下EMAD tajkhorshid(生物化学,伊利诺伊州)和苏珊rempe(Sandia国家实验室)的监督,其工作程序。许多常用的抗生素包括链霉素,强力霉素和氯霉素是油性和带正电的,因此由该细菌泵从细胞中排出。



“键用于埃姆雷,或任何其他转运为此事新颖的和有效的抑制剂的成功设计合理,是描述转运的运输周期在原子级的分辨率,即,了解这些分子机器的结构变化如何介导从细胞外的内药物分子的运动,说:” tajkhorshid,赋予生物化学和生物物理学教授在伊利诺伊州。实现这一目标的第一步是确定泵的详细结构。泵的现有的实验测定的结构是非常粗糙,缺少了大部分的基本化学细节和畸形,vermaas说。它可以是特别具有挑战性得到药物转运像埃姆雷良好的结构数据,因为它们是灵活的。

想象具有拍摄带有呆滞照相机的蠕动学步的照片,将所得照片比确切的相像更模糊的。它们从各种常用的生物物理学方法如X射线晶体学,低温电子显微镜(低温EM)和电子顺磁共振(EPR)光谱法以及几十年的氨基酸最可能的内部安排的知识的组合的实验数据,蛋白质的构建块,以产生泵的高分辨率结构。

一旦他们有泵的详细结构,真正的工作开始了。

第一,团队的补充脂质膜泵的现实环境建模。然后,他们跑了计算机模拟看到泵的样子零,一个或两个质子。在两个质子又让是电池提供动力该泵。他们跑模拟看,以找到“最简单”的路径,从而了解如何泵工程从细菌到外面向里面的蛋白质的过渡。模拟这种“翻转”接手80000小时计算机处理。

他们也跑了模拟看到泵的样子与药物结合袋为例药物。 rempe说,他们发现了很大的灵活性在抗生素会绑定的口袋里,这是有道理的给水泵可以识别多种药物。他们还确定了作为一个锁,以确保泵不放手质子不管三七二十一几个关键氨基酸。

“抗生素耐药性是一个重要的问题。泵上的“锁”是什么使这个转运打勾。这方面的知识,在将来,我们可以开发出不抽出新的抗生素或以其他方式打破埃姆雷锁”之称vermaas。 “如果我们知道如何打破泵所以它是无管制和泄漏出来的质子,这将是杀灭细菌的新途径。”

该项目广泛采用桑迪亚国家实验室的高性能计算资源和模拟的是在中心综合纳米技术,一个美国进行科学用户设施的能源办公室的部门桑迪亚国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室共同经营。桑迪亚实验室通过校园管理程序指导研究和开发办公室和美国国家卫生研究所的研究提供了资金。国防威胁降低局的联合科技厅提供额外的资金。

改编自莫利rappe Sandia国家实验室发布的消息。

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2018年9月8日 全部新闻