ภาพไมโครกราฟของผลึกวิตามินบีภายใต้แสงโพลาไรซ์ (weisschr/iStock/Getty Images Plus)
ความสามารถอันยุ่งยากของแบคทีเรียในการพัฒนาความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะคือภัยคุกคามด้านสุขภาพที่เติบโตอย่างรวดเร็ว-
ความสามารถนี้มีต้นกำเนิดมาแต่โบราณและทำให้เกิดโรคต่างๆ เช่น MRSA และโรคหนองในได้คร่าชีวิตผู้คนไปประมาณ 700,000 คนต่อปีทั่วโลก และซุปเปอร์บักเหล่านี้ กำลังหาทางเข้าไปในสัตว์อื่นๆเหมือนปลาโลมา, ด้วย.
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์คิดว่าพวกเขาอาจพบวิธีอื่นในการรักษาโรคติดเชื้อ ซึ่งเป็นโมเลกุลหายากที่เรียกว่า 'แอนติวิตามิน'
ยาปฏิชีวนะแบบดั้งเดิมมุ่งเป้าไปที่ความสามารถของแบคทีเรียในการอ่านคำสั่งทางพันธุกรรมของมันเองหรือสร้างผนังเซลล์ป้องกัน แต่ต้องขอบคุณจุลินทรีย์มีความสามารถพิเศษในการขโมยยีนจากกันและกันและสภาพแวดล้อมของพวกเขา เราต้องการทางเลือกมากขึ้นเพื่อก้าวนำหน้ากลยุทธ์ที่ปรับตัวได้สูงของพวกเขา
ดังนั้น นักจุลชีววิทยา ฟาเบียน ฟอน แพพเพนไฮม์ และเพื่อนร่วมงาน จึงตัดสินใจที่จะมีส่วนร่วมในการตามล่าหายาปฏิชีวนะทางเลือกทั่วโลก โดยการรบกวนความต้องการของแบคทีเรียซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการใช้กลยุทธ์นี้ของแบคทีเรียในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่แข่งขันกัน
วิตามินมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในการสร้างส่วนประกอบของเซลล์ ชิ้นส่วนของเนื้อเยื่อ และกระบวนการทำงานของเซลล์
ยาต้านวิตามินมีความคล้ายคลึงกันมากพอเทียบเท่ากับที่พวกมันหลอกระบบทางชีววิทยาให้คิดว่าพวกมันเป็นโมเลกุลเดียวกัน แต่แตกต่างกันเล็กน้อยในลักษณะที่ทำให้พวกมันเป็นสิ่งทดแทนที่ผิดพลาดอย่างร้ายแรง ดังนั้นจึงยับยั้งการทำงานของวิตามินและเป็นพิษต่อแบคทีเรียที่กินพวกมันเข้าไป
"อะตอมพิเศษเพียงอะตอมเดียวในแอนตี้วิตามินทำหน้าที่เหมือนเม็ดทรายในระบบเกียร์ที่ซับซ้อน โดยการปิดกั้นกลไกที่ได้รับการปรับแต่งอย่างประณีต"อธิบายนักเอนไซม์ระดับโมเลกุล Kai Tittmann จากมหาวิทยาลัย Göttingen ในประเทศเยอรมนี
จนถึงขณะนี้มีการอธิบายยาแก้อักเสบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียงสามชนิดเท่านั้น คือโรสโอฟลาวิน (RoF) ซึ่งออกฤทธิ์ต่อต้านวิตามินบี 2 (ไรโบฟลาวิน), กิงโกทอกซิน (GT) สารต้านวิตามิน B6 (ไพริดอกซิ) และ 2′-เมทอกซี-ไทอามีน (MTh) ซึ่งอาจเข้าใจผิดว่าเป็น B1 (วิตามินบี-
นักวิจัยได้ใช้การศึกษาผลึกโปรตีนกับอี. โคไลและเอนไซม์ของมนุษย์เพื่อดูว่า B1 antivitamin MTh ทำงานเป็นสารพิษได้อย่างไร
พวกเขาพบว่าส่วนเมทิลของโมเลกุล (CH3) ถูกแทนที่ด้วยกลุ่มเมทอกซี (O-CH3) ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าและรบกวนการทำงานของปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมB1 มักจะเข้าร่วมด้วย
มันจะทำลายโปรตีนกลูตาเมตออกจากโมเลกุลที่เหลือ ซึ่งจะทำให้กลูตาเมตเกาะติดกันและป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยา
การใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ทีมงานยังค้นพบว่าโปรตีนของมนุษย์ที่เทียบเท่ากันดูเหมือนจะไม่ได้รับผลกระทบจากวิตามินที่ปลอมแปลง
"โปรตีนของมนุษย์ไม่ได้จับกับแอนตี้วิตามินเลยหรือในลักษณะที่ไม่ 'เป็นพิษ'"พูดว่านักเคมี Bert de Groot จากสถาบัน Max Planck
ซึ่งหมายความว่าอย่างน้อยก็สามารถใช้แอนตี้วิตามิน MTh เพื่อทำให้การทำงานที่สำคัญของวิตามินที่เกี่ยวข้องในแบคทีเรียยุ่งเหยิงในขณะที่ระบบของมนุษย์ไม่เสียหาย
"ธรรมชาติได้พัฒนาระบบเอนไซม์ที่สามารถแยกแยะระหว่างสารประกอบที่มีโครงสร้างคล้ายกันซึ่งแตกต่างกันในอะตอมเพิ่มเติมเพียงอะตอมเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ"ทีมงานเขียนในกระดาษของพวกเขา
" ณ จุดนี้เป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาได้ว่ากลไกใดที่แบคทีเรียอาจพัฒนาความต้านทานต่อ MTh" พวกเขากล่าว
แม้ว่านี่เป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ ด้านที่ยังต้องได้รับการแก้ไขก่อนที่เราจะเข้าใกล้การทดแทนยาปฏิชีวนะ แต่การศึกษานี้ให้ทางเลือกแก่เราอีกทางเลือกหนึ่งในการพิจารณาการต่อสู้ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลากับแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในชีววิทยาเคมีธรรมชาติ-
