大自然为人类提供了大量的抗菌药物。然而,抗生素抗药性的快速增加,开发新的天然抗生素迫在眉睫。硫醚抗生素(Lantibiotics)是一个有潜力的选择。2019年4月1日《自然-化学生物学》报道,荷兰格罗宁根大学、瑞士苏黎世联邦理工学院和德国雷根斯堡大学的研究者开发出一条新的方法,用于创建和筛选大量新的硫醚抗生素肽。
硫醚抗生素是一种具有五个环的乳链菌肽,常作为食品工业的防腐剂。硫醚抗生素肽被核糖体修饰,酶将连接肽链的不同氨基酸形成环。因为构成环的氨基酸序列不同,12种天然硫醚抗生素都有不同的组合。
研究者设计了一个系统来创造大量新的硫醚抗生素。研究者合成了编码不同环的DNA链,并将这些遗传模块随机组合,创建了包含14,000个合成基因的基因库。接着筛选基因产物的抗菌潜力。研究者修改了一种基于微藻酸盐珠子的酶筛选技术。细菌可以生长在这些珠子(直径70微米)内部,稀释细菌使每个珠子最终得到一个或零个细菌。再添加可被硫醚抗生素杀死的目标菌株,稀释至每个珠子约50个。携带文库基因的细菌带有红色荧光标记物,目标菌株携带绿色荧光标记物。使用荧光辅助细胞分选仪,选择具有低水平绿色荧光的珠子。接着,从选择的珠子中分离出生物菌落,这些珠子显示出强烈的抗菌作用。由于珠内的生产水平低,产物难以确切表征,必须大量种植这些菌株再进行分离和表征。
该实验提供了许多关于硫醚抗生素肽中不同环的结构与功能关系的信息,可用于合理设计创造新的抗生素。该研究的第二个结论是,从生成基因库到筛选和表征的方法非常有效。研究的下一步是使用真正的病原体作为报告菌株进行筛选。
吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190402113207.htm
原文链接:http://dx.doi.org/10.1038/s41589-019-0250-5
原文标题:Analysis of modular bioengineered antimicrobial lanthipeptides at nanoliter scale.
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