抗生素耐药性细菌感染每年在全世界造成超过100万人死亡。除非能够开发出新的抗生素，否则预计这一数字将在未来几十年内上升。
许多抗生素通过结合和关闭细菌核糖体起作用。这些是构建细胞功能所需蛋白质的分子机器。在过去的几十年里，细菌已经进化出各种机制来防止它们的核糖体被抗生素阻断。通常，遗传变异会导致核糖体化学组成发生变化，从而阻止抗生素结合。
由哈佛大学的安德鲁·迈尔斯博士领导的一个研究小组与伊利诺伊大学芝加哥分校的尤里·波利卡诺夫博士合作，一直在研究调整抗生素以击败耐药性的方法。在一项由美国国立卫生研究院（NIH）部分资助的新研究中，他们检查了一种名为林可酰胺类的老式抗生素。他们的研究结果于2024年2月16日发表在《科学》杂志上。
林可酰胺类抗生素基于自然界中发现的分子，因此被称为半合成药物。利用对这些抗生素的分子结构以及它们如何与细菌核糖体结合的知识，该团队开发了一种称为克索霉素的全合成化合物。他们选择了它的构建块，以便它能够形成紧紧锁定核糖体所需的精确形状。
研究小组发现，克索霉素在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中都起作用。后者特别难以用现有的抗生素治疗。它还适用于对其他林可酰胺类抗生素耐药的菌株。
利用X射线晶体学，研究小组探索了克索霉素如何克服击败其他抗生素的两种最常见的耐药机制。他们获得了杂色霉素与两种核糖体复合物的晶体结构，这两种核糖体已被不同的抗菌素耐药基因修饰。这些结构揭示了新抗生素和核糖体之间的微小调整，从而实现了紧密结合。
文献信息：An antibiotic preorganized for ribosomal binding overcomes antimicrobial resistance. Wu KJY, Tresco BIC, Ramkissoon A, Aleksandrova EV, Syroegin EA, See DNY, Liow P, Dittemore GA, Yu M, Testolin G, Mitcheltree MJ, Liu RY, Svetlov MS, Polikanov YS, Myers AG. Science. 2024 Feb 16;383(6684):721-726. doi: 10.1126/science.adk8013. Epub 2024 Feb 15. PMID: 38359125.
