Антивітаміни пропонують застосовувати як антибіотики
Поширення бактерій стійких до антибіотиків спонукає вчених до активного пошуку нових антимікробних засобів. Дослідження показали, що зі знищенням бактерій можуть непогано впоратися антивітаміни – сполуки, які блокують біологічні функції справжніх вітамінів
Без вітамінів неможливими стають багато біохімічних процесів як у багатоклітинних організмів, так і у мікроорганізмів. Більшість вітамінів є попередниками коферментів, що беруть участь у багатьох ферментативних реакціях. Антивітаміни є інгібиторами функцій вітамінів. Наприклад, вони можуть мати подібну до вітамінів структуру та, займаючи їх місце як коферментів, блокувати або сповільнювати відповідні реакції.
Група вчених із Німеччини та США дослідили на атомарному рівні механізм дії природного антивітаміну В1 (2-метоксітіаміну), який має лише один додатковий атом у порівняні з нормальним вітаміном В1 (тіаміном), але це робить сполуку токсичною. Цей антивітамін виробляють деякі бактерії, щоб знищувати конкурентів.
Вчені із використанням методів білкової кристалографії високої роздільної здатності дослідили, як саме антивітамін В1 пригнічує метаболізм бактерій. Вони виявили, що коли замість вітаміну з’являється антивітамін, «танок протонів», який спостерігається в бактеріальних тіамін-залежних ферментах, які нормально функціонують, повністю припиняється і ферменти вже не працюють як слід. «Лише один зайвий атом у антивітаміні діє як жменя піску в тонко налаштованому механічному пристрої», – пояснює один із авторів дослідження.
Важливо, що для людських тіамін-залежних ферментів антивітамін В1 не є проблемою – вони продовжують працювати. Як з’ясували дослідники за допомогою комп’ютерного моделювання, людські ферменти взагалі не зв’язуються із токсичним антивітаміном, або зв’язуються таким чином, що це не заважає їм нормально функціонувати. Те що 2-метоксітіамін є токсичним для бактерій та безпечним для людей відкриває перспективи розробки на його основі антимікробних засобів, яких так потребує сучасна медицина.
* Von Pappenheim FR, Aldeghi M, Shome B et al. Structural basis for antibiotic action of the B1 antivitamin 2′-methoxy-thiamine // Nature Chemical Biology, 24 August 2020. DOI: 10.1038/s41589-020-0628-4
