Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vzhledem ke stoupající rezistenci bakterií na antibiotika musíme vymýšlet stále nové látky.
Základem většiny antibiotik jsou dnes nonribozomální peptidy, jejichž příkladem je právě penicillin. Příslušné molekuly produkují především plísně/houby či bakterie, při hledání nových látek ale často musíme sahat po stále exotičtějších druzích, které je obtížné laboratorně pěstovat. Navíc by pro průmyslovou syntézu bylo obvykle vhodné organismus ještě trochu vyšlechtit (klasicky či genetickou modifikací), u exotických organismů ale pochopitelně nejsou příslušné techniky k dispozici, nebo minimálně nejsou odladěné.
Jednodušší cestou je proto brát geny odpovídající za syntézu nadějné látky a vkládat je do kvasinek, s nimiž umíme pracovat již zcela rutinně. Právě to provedli vědci z Centra syntetické biologie na College London a výsledky publikovali v Nature Communications – hlavním autorem článku byl Tom Ellis. Přenesení genů pro penicillin slouží pouze pro demonstraci postupu, ne že by zrovna penicillin chtěl tímto způsobem někdo vyrábět. V poslední době se ale podařilo běžné pekařské kvasinky přimět produkovat např. opiáty nebo i léky proti malárii.
Penicillin v plísni štětičkovci (Penicillium) vzniká z polotovaru pomocí speciálních enzymů. Penicillin je de facto dipeptid z aminokyselin cysteinu a valinu, existuje ovšem v řadě variant, enzymy plísně mohou základní látku „dodělat“ různě.
Pro odladění postupu prý ani nebylo třeba extrahovat penicillin z buněk kvasinek. Stačilo experimentovat na misce, kam se přidávaly nerezistentní streptokoky. a to, zda vzniká penicilin, respektive jeho aktivní forma, se sledovalo prostě tím, jak bakterie hynuly.
Zdroj: Phys.org a další
Poznámky:
Ale zrovna jednoduché peptidy přece není problém syntetizovat i bez mikroorganismů? Opravdu se o tolik zlevní, pokud je necháme vyrábět kvasinkami? Zdá se však, že nejde jen o samotnou výrobu, ale o hledání a ladění různých peptidů. GMO kvasinky se podle autorů výzkumu mají stát miniaturními testovacími továrnami.
Nedokážeme zde ale už dnes navrhnout nadějnou molekulu i prostě pomocí simulace „v křemíku“?
Nonribozomální peptidy znamená, že nevznikají na ribozomech. Není pro ně třeba žádný genetický kód, aminokyselina neodpovídá tripletu tRNA, informace se vůbec nepřenáší z DNA. Takové peptidy vytvářejí specializované enzymy z jednotlivých aminokyselin přímo. Když tedy přenášíme „geny pro penicillin“, jedná se o geny pro příslušné specializované enzymy, nikoliv pro samotný peptid. Jeden specializovaný enzym vytváří vždy 1 konkrétní peptid (enzymy provádějící proteosyntézu na ribozomech jsou naproti tomu pochopitelně univerzální a skládají různé proteiny podle kódu v tRNA).
