2020年2月12日，國際頂尖科學期刊Nature在線刊登了一篇來自加拿大科學家的最新研究論文，在該論文中，研究人員已經從土壤中發現了一組新型抗生素來對細菌展開攻擊，該抗生素被認為是抗耐藥微生物的最佳臨床候選藥物。

該文章的題目是《Evolution-guided discovery ofantibiotics that inhibit peptidoglycan remodelling》，中文譯名為《抑制肽聚糖重塑的抗生素的進化指導發現》，主要作者來自加拿大麥克馬斯特大學的生物化學與生物醫學系。

Complestatin與Corbomycin

目前，許多抗生素來源于原核生物產生的代謝產物，特別是放線菌家族的代謝產物，但是，盡管傳統上是基于活性平臺篩選放線菌提取物的，但是這種方法已經不能幫助科研工作者發現更多更新的抗生素。

因此，本文的研究團隊利用生物合成基因的系統發育以及缺乏已知抗性決定簇來預測可能具有新生物活性的抗生素，通過這些預測，他們成功發現了一種擁有新功能模式的糖肽抗生素家族中的兩個成員，即：已知的糖肽抗生素補全他汀（Complestatin）和一種新發現的化合物，稱為Corbomycin，如下圖所示。

對此，研究人員表明，最新發現的化合物Corbomycin和已知的糖肽抗生素補全他汀（Complestatin）都是殺滅細菌的有效方法，這都是通過阻斷細胞壁的功能來實現的，化合物Corbomycin來自于土壤細菌中所產生的糖肽抗生素家族。

新抗生素通過抑制自溶素來阻礙細菌分裂

自溶素是生長過程中細胞壁重塑所必需的肽聚糖水解酶，通過結合肽聚糖、補全他汀和新化合物Corbomycin，作者發現，這類抗生素可以阻斷細胞自溶素的作用，下圖顯示的是Corbomycin和Complestatin對自溶素的抑制作用。

隨后，研究人員通過小鼠實驗證明，這些新的抗生素可以阻止由超級細菌——耐藥金黃色葡萄球菌所引起的感染，另外，結果還表明，Corbomycin和Complestatin的抗藥性水平均較低，因此可有效減少細菌負荷。

對此，文章的第一作者、麥克馬斯特大學生物化學和生物醫學系Beth Culp博士說道：“細菌的外部都具有細胞壁，這些細胞壁可以使它們成形并成為其力量的來源。諸如青霉素之類的抗生素可以通過阻止細胞壁的形成來殺死細菌，這對于細胞分裂至關重要。為了使細胞生長，細胞壁必須分裂并擴展，如果完全阻止細胞壁的破裂，這就像是把它囚禁在監獄中一樣，使得細胞無法擴展或生長。”

尋找更多的新抗生素

研究人員查看了已知糖肽抗生素家族的成員，并仔細研究了那些缺乏已知抗性機制的基因， Beth Culp認為，“我們假設，如果制造這些抗生素的基因不同，那么它們殺死細菌的方式或許也會不同。”

據悉，該研究小組與加拿大蒙特利爾大學的Yves Brun的團隊一起合作，他們通過細胞成像技術證實了細菌細胞壁是這些新抗生素的主要作用部位。

研究人員表示，這種方法甚至可以應用于其他抗生素，并幫助人們繼續發現具有不同作用機理的新抗生素，例如，在這項研究發現了新的抗生素Corbomycin之后，又在同一個抗生素家族中也發現了其他幾種具有相同新機制的抗生素。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-1990-9