Обнаружена уязвимость бактерий: накопление сахаро-фосфатов разрушает клеточные стенки

Ученые Корнеллского университета обнаружили новый механизм ослабления бактерий, который может помочь в создании антибиотиков следующего поколения. Исследование показало, что накопление сахаро-фосфатных молекул внутри бактерий блокирует ключевой этап синтеза клеточной стенки, без которой бактерии не могут выжить.

Токсичность глюкозы в Δpgi. (A) Клетки визуализировали после 3 часов роста в указанных условиях. Масштабная линейка = 5 мкм. Белый круг указывает на аномальную морфологию клеток. (B) Измерения КОЕ из серийно разведенных культур, высеянных на агар M9 + 0,2% казаминовых кислот после 3 часов воздействия указанных концентраций глюкозы. Среднее значение с SEM построено по семи независимым биологическим повторностям. **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001 (двухфакторный ANOVA). Автор: mBio (2025). DOI: 10.1128/mbio.01729-25

Исследователи изучали Vibrio cholerae — бактерию, вызывающую холеру. Создав штаммы, накапливающие сахаро-фосфаты, ученые обнаружили серьезные дефекты роста. Химический анализ показал, что эти соединения непосредственно вмешиваются в работу с ферментами, создающими пептидогликан — жесткую сетку, формирующую бактериальную клеточную стенку.

Молекулярное моделирование выявляет предполагаемый сайт связывания для ингибирования глюкозофосфата. (A) Остатки, предсказанные для взаимодействия с глюкозамин-1-Ф и глюкозо-1-Ф, предсказанное шаблонное моделирование (pTM) и интерфейсное предсказанное шаблонное моделирование (ipTM). (B) Молекулярное моделирование связывания GlmU с глюкозамин-1-Ф (красный) и связанные полярные взаимодействия. (C) Молекулярное моделирование связывания GlmU с глюкозо-1-Ф (красный) и связанные полярные взаимодействия. Автор: mBio (2025). DOI: 10.1128/mbio.01729-25

Руководитель исследования Меган Келлер объяснила:

«Мы отключаем способность бактерии поглощать сахар, одновременно повышая её чувствительность к антибиотикам, нацеленным на клеточную стенку. Это затруднит развитие устойчивости».

Поскольку пептидогликан необходим практически всем бактериям, но отсутствует в клетках человека, терапия на основе этого механизма может быть эффективной и безопасной для пациентов. Команда планирует проверить, работает ли тот же механизм у других патогенных бактерий, и начать поиск молекул, усиливающих накопление сахаро-фосфатов.