כימאים לחשוף כיצד סוכן מפתח מאפשר מחלות לשחזר

Anonim

בני אדם הצליחו בטיפול במחלות רבות. עם זאת, חלקם ממשיכים לחמוק מהניסיון הטוב ביותר של הרפואה.

שחפת נהרג 15 אחוזים של 9.6 מיליון אנשים אשר נדבקו ברחבי העולם בשנת 2014. הטיפוס התלקח מעת לעת לאורך ההיסטוריה, עם השלכות קטלניות. קדחת הרוקי מוכה הוא איום מתקתק בצפון אמריקה ובדרום אמריקה. דלקת ריאות נפוצה בכל מקום.

מה שמאחד את המחלות הללו הוא היכולת שלהם להדוף אנטיביוטיקה ולהמשיך להתרבות, דרך מסלול מולקולרי מסתורי המניב thymine, מבנה DNA דרכי הבקטריה צריכה לשרוד ולהתרבות.

כעת, חוקרים מאוניברסיטת איווה גילו כיצד מחלות אלה משכפלות על ידי מעקב אחר הצעדים המדויקים שבאמצעותן הם משתמשים בגן הנעדר בבני אדם, הנקרא thyx, כדי לקודד אנזים כדי לייצר טימין. במאמר שפורסם באינטרנט ב -28 בינואר בכתב העת Science, כימאים איווה לשבור בכל שלב בשרשרת אש מהירה של תגובות כימיות מראה כיצד thyx והאנזים שהוא מקודד משמשים במחזור ה- DNA ייצור מחלות.

התגלית עלולה להוביל ליצירת אנטיביוטיקה לא רעילה החוסמת את התגובה הכימית של thyx, במקום להסתמך על השיטה הנוכחית של בדיקות מיליוני תרכובות סמים בתקווה למצוא אחד כי היה נאמן להרוג כל מחלה.

"אנחנו יודעים הרבה על הפתוגנים האלה, אבל לא ידענו איך האנזים איתם מזרז את התגובות לסינתזת הדנ"א - הכימיה שמאחוריה", אומר אמנון כהן, פרופסור לכימיה בממשק המשתמש ומחבר מקביל על הנייר. "עכשיו, אנחנו מראים ברמה המולקולרית, המדרגות העיקריות שבאמצעותן אנזים מקודד thyX מזרז את הייצור של מבשר של תימין, thymidylate."

ThyX יש אורב, מבלי שיבחינו, עבור eons. מדענים זיהו לראשונה את הגן כאשר הבחינו שחיידקים תרמופיליים - אורגניזמים עתיקים שחיים בטמפרטורות גבוהות מאוד ובלחצים סביב פתחי אוורור עמוקים - היו מסוגלים לייצר טימין למרות שלא נראה שיש להם את הגנים לעשות זאת. ב -2002, קבוצת מחקר בצרפת איתרה את הגנים המסתוריים עד כה, וקראה להם thyx. נראה כי גנים חדשים אלה, או ליתר דיוק, מייצרים טימין בדומה לגן האנושי של הגן, אך התפתחו בנפרד.

איש לא ידע מדוע.

קבוצתו של כהן צוללת עמוק לתוך הכימיה המולקולרית כדי להבין את זה.

הקבוצה קשורה עם מתקן גרעיני של תהודה מגנטית של UI כדי לזהות ביניים קריטי של התגובה מזוקק על ידי FDTS, אנזים מקודדים על ידי thyx. כאשר הם השוו את זה ביניים לאלה המצויים אנזימים אנושיים, הם מצאו את נתיבי thymine היו שונים לחלוטין. האנזימים האנושיים מקודדים על ידי גנים folA ו- thyA, והנתיב הקאטליטי שלהם כולל קשר קוולנטי המפעיל תגוב אחד, וכימיה ישירה בין שני מגיבים. ה- FDTS המקודד ב- thyX, לעומת זאת, אינו יוצר קשר עם המגיב ומנהל את הכימיה באמצעות מערכת ממסר אנזימטית (flavin).

"למעשה, אין כמעט דמיון בין המנגנון הקלאסי שנמצא בבני אדם לבין האדם החדש שהתגלה", אומר כהן.

כמה מחלות קטלניות מסתמכות אך ורק על thyx להישרדות ורבייה. אחרים, כגון שחפת, יכולים לסנתז תימין עם thyA או thyx, מה שהופך אותם קשה לשחוק על מנת שהם יכולים לעבור מסלול תימין אחר אם אחד נחסם. זה מסביר מדוע זנים שחפת הפכו עמיד בפני תרופות מרובות ולכן קשה להכיל.

עכשיו כי תפקידו של thyx נחשף, חברות התרופות יכול אפס על מוצר זה חניכיים את המחזור.

"כשהוא תקוע, אתה מת במים, "אמר קוהן.

---

הנה רשימה של חיידקים המשתמשים thyX הגן לשכפל, ואת המחלות הקשורות שלהם ותנאים. לחלקם יש גם מסלול שני, באמצעות גן שנמצא בבני אדם - thyA - כדי להתרבות.

Bacillus אנתרקס אנתרקס
בורליה בורגדורפי- Lyme המחלה
קמפילובקטר ג'אג'וני-שלשולים
כלמידיה טראכומטיס-טראכומה
כלמידיה דלקת ריאות ודלקת ריאות
קלוסטרידיום בוטולינום-בוטוליזם
הליקובקטר פילורי - כיב קיבה, סרטן קיבה
Mycobacterium leprae-צרעת
Mycobacterium שחפת שחפת
Ricettsia prowazki-טיפוס
Rickettsia rickettsii-Rocky Mountain זיהה קדחת
טרפונמה פלידום-עגבת

menu
menu