Оказалось, что микроорганизмы создают противораковые средства подобно тому, как строят конструктор: применяя один основной элемент и изменяя лишь его модификации, они получают разнообразные антибиотики. Раскрытие этого механизма позволит ученым-биологам оперативно «конструировать» новые, более эффективные лекарства для точечного воздействия на сложные новообразования.

В ходе недавнего научного труда биологи проанализировали группу противоопухолевых препаратов, классифицируемых как ингибиторы гистондеацетилаз (HDAC). Данные соединения подавляют активность ферментов, контролирующих работу генов, стимулирующих рост раковых клеток. Эти микроорганизмы способны естественным образом синтезировать целые группы подобных веществ, однако долгое время механизм координации работы ферментов при создании сложных молекул (депсипептидов) оставался неясным.

Команда ученых во главе с доктором Манро Пассмором и профессором Грегом Чаллисом из Уорикского университета, расположенного в Великобритании, использовала многосторонний метод: от компьютерной симуляции до масс-спектрометрии и целенаправленной мутагенетики. Они выяснили, как бактерии Pseudomonas chlororaphis создают природный антибиотик FR-901375.

Решающую роль в адаптивном производстве молекул сыграли так называемые стыковочные области (docking domains). Эти участки выполняют функцию связующего звена между основными белковыми структурами и ферментами, отвечающими за завершение сборки вещества. Благодаря общей точке соединения они способны гибко взаимодействовать с различными ферментными партнерами.

Такая модульная организация позволяет бактериям без труда заменять части молекулы в заключительной стадии ее формирования. При этом обеспечивается сохранение целостности остальной структуры, что критически важно для поддержания целебного воздействия. Результаты исследования опубликовали в журнале Nature Communications.

Авторы научной работы отметили наличие у них разработанной модели эволюции, которую можно воссоздать в лабораторных условиях. Дешифровка естественных механизмов позволит исследователям не только имитировать бактериальные антибиотики, но и разрабатывать совершенно новые синтетические методы для создания препаратов против раковых образований. Специалисты смогут целенаправленно улучшать характеристики молекул с учетом специфики различных типов онкологических заболеваний, усиливая их эффективность в отношении опухоли и уменьшая вредное воздействие на организм.