이 초고속 타임 스케일에서, 팀은 약물이 박테리아의 보호 외 층에 미세한 모공을 생성하여 함량이 누출되고 세포가 죽게 된 것을 관찰했습니다.
실험은 그 종류 중 일부이며 결과는 박테리아 막을보다 구체적으로 표적화하는보다 효과적인 항생제를 설계하는 방법을 포장 할 수 있습니다.
이 연구는 ACS Central Science 저널에 발표되었습니다.
항생제는 어떻게 작동합니까?
항생제가 박테리아를 죽이는 한 가지 방법은 인지질 이중층으로 구성된 박테리아 외막의 무결성을 표적화하고 손상시키는 것입니다.
이들은 모든 박테리아 세포 주위에 장벽을 형성하는 두 층의 지방 분자 (인지질)입니다. 이중층은 유동성과 같은 고유 한 물리적 특성을 갖는 역동적이고 복잡한 구조로, 막의 지질의 유형과 수에 의존한다.
막 파괴는 박테리아 사망의 주요 원인이지만, 이러한 사건이 매우 짧은 시간에 발생하기 때문에 이러한 일이 정확히 완전히 이해되지 않았다.
현재의 연구는 실험과 계산 시뮬레이션과 결합하여 막 손상과 관련된 초기 프로세스를 조사 함으로써이 지식 격차를 해결합니다.
보이지 않는 것을 포착합니다
옥스포드 대학교 (Oxford University)와 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들이 이끄는 팀은 고속 원자력 현미경 (HS-AFM)을 사용하여 근거리 시간에 박테리아 막과 상호 작용하는 막 파괴 항생제를 보았습니다.
고속 계측기는 진동하는 나노 스케일 팁과 소프트 재료 사이의 상호 작용을 초당 거의 770,000 프레임의 속도로 기록하여 기존의 이미징 방법을 사용하여 볼 수없는 세부 사항을 드러냅니다.
팀은 항생제가 박테리아 막과 접촉 한 후 마이크로 초에서 밀리 초 시간까지 발생하는 이벤트를 캡처하여 세포 사멸 과정의 시작을 관찰 할 수 있도록 기기의 고유 한 기능을 사용했습니다.
옥스포드 화학부의 Aleksander Bublitz 교수는 다음과 같이 말했습니다 :'이러한 작은 길이 규모로 빠른 프로세스를 이미지화하는 것은 매우 어렵지만이 도구를 계산 시뮬레이션과 결합함으로써 항생제 약물이 어떻게 막을 내리는 지 이해하기 시작할 수 있습니다. 그런 다음이 정보를 사용하여 박테리아 막을 구체적으로 표적화하고보다 효과적으로 방해하는 더 나은 약물을 설계 할 수 있습니다. '
새로운 통찰력
이 연구는 처음으로 박테리아 막 유동성과 항생제 분자 결합 역학이 기공 형성 과정에서 작용하는 중요한 역할을 보여줍니다.
컴퓨터 시뮬레이션으로 시스템을 모방함으로써 연구원들은 항생제가 원자 수준에서 어떻게 작동하는지 볼 수있었습니다.
시뮬레이션을 통해 기공 형성 과정에 중요한 특정 막 지질 및 특정 항생제-막 상호 작용을 확인할 수있었습니다.
이 정보는 확인 된 지질 또는 항생제 결합 부위를 표적으로하는 특정 분자를 공학하여보다 효과적인 약물을 개발하는 데 사용될 수 있습니다.
