Új antibiotikum a gombában, amely lótrágyán terem

Az ETH zürichi és a bonni egyetem mikrobiológusai és molekuláris biológusai egy új, baktériumokat elpusztító anyagot fedeztek fel a gombákban. A kopszin néven ismert anyag ugyanolyan hatású, mint a hagyományos antibiotikumok, de a biokémiai anyagok más osztályába tartozik. A kopszin fehérje, míg a hagyományos antibiotikumok gyakran nem fehérje szerves vegyületek.

lótrágyán

A Markus Aebi mikológiai professzor vezette kutatók felfedezték az anyagot a közönséges tintás sapkagomba Coprinopsis cinerea-ban, amely lótrágyán nő. Amikor megkezdték kutatásaikat, a tudósok arra voltak kíváncsiak, hogy megértsék, hogyan befolyásolja ez a gomba és a különféle baktériumok egymás növekedését. Ez magában foglalta a gomba laboratóriumi tenyésztését többféle baktérium mellett. Megállapították, hogy a C. cinerea képes elpusztítani bizonyos baktériumokat. További kutatások kimutatták, hogy a gomba által termelt kopszin felelős ezért az antibiotikus hatásért.

A kopszin a defenzinek csoportjába tartozik, a kis fehérjék azon osztályába, amelyet sok organizmus termel a betegségeket okozó mikroorganizmusok leküzdésére. Az emberi test defenzineket is termel, hogy megvédje magát a fertőzések ellen. Megtalálták például a bőrön és a nyálkahártyákon.

Kérdés az alapkutatáshoz

Aebi számára ennek a kutatási projektnek a fő hangsúlya nem elsősorban az új anyag felhasználására irányult. "Egyelőre kiderül, hogy a copsint egy nap antibiotikumként használják-e az orvostudományban. Ez egyáltalán nem biztos, de ez sem zárható ki" - mondja.

Az ETH professzorát sokkal jobban érdeklik az alapvető kérdések, például az, hogy a gombák miként használták defenzineket és más természetesen antibiotikus anyagokat évmilliók óta, hogy megvédjék magukat a baktériumoktól. Miért működik ez a gombák esetében, miközben az emberek csak 70 éve használják az antibiotikumokat az orvostudományban, és közülük sokan már használhatatlanná válnak a rezisztencia miatt? "A gombáknak belső utasításaik vannak arra vonatkozóan, hogyan kell felhasználni ezeket az anyagokat anélkül, hogy rezisztens baktériumokat válogatnának ki. Ezeknek az utasításoknak a dekódolása érdekes kérdés az alapkutatások számára" - magyarázza Aebi.

Rendkívül stabil fehérje

Andreas Essig, az Aebi csoportjának posztdoktora és a tanulmány vezető szerzője jelenleg a szabadalmi jóváhagyás céljából bejegyzett copsin lehetséges alkalmazásait vizsgálja. Az anyag biokémiai tulajdonságai késztették a tudóst erre. "A kopszin egy rendkívül stabil fehérje" - mondja Essig. A fehérjék általában fogékonyak a fehérjebontó enzimekre és a magas hőmérsékletre. A kopszin kivétel, mert stabil is marad, ha több órán át 100 Celsius-fokos hőmérsékletre melegítik, vagy ha fehérjebontó enzimeknek teszik ki. A kutatók úgy vélik, hogy a fehérjének ezek a tulajdonságai vannak rendkívül kompakt háromdimenziós szerkezete miatt, amint azt az NMR spektroszkópia kimutatta.

Az ETH kutatói képesek voltak feltárni a pontos hatásmechanizmust, felfedezve, hogy a kopszin képes kötődni a lipid II-hez, amely a baktériumok sejtfalának alapvető építőköve. "A sejtfal építése a baktériumok Achilles-sarka" - magyarázza Essig. Ha a kopszin kötődik a II lipidhez, a baktériumok elpusztulnak, mert nem képesek új sejtfalat felépíteni.

Amellett, hogy antibiotikumként használják az orvostudományban, a kopin alkalmazható az élelmiszeriparban is. A kopszin ugyanis számos kórokozót elpusztít, beleértve a Listeriát is, egy olyan baktériumot, amely súlyos ételmérgezést okozhat, és ezért tartanak tőle, különösen a nem hőkezelt élelmiszerek, például a nyers tejsajtok és a szárított húsok gyártása során.