Новые антибиотики будут эффективнее благодаря прорыву в области криоэлектронной микроскопии

Первая декада текущего столетия ознаменовалась определением структуры бактериальной рибосомы методами рентгеновской кристаллографии. Значимость этих исследований была признана международным научным сообществом, и в 2009 году троим ученым, внесшим наибольший вклад, была присуждена Нобелевская премия по химии.

Несмотря на прогресс, достигнутый кристаллографами, возможности метода криоэлектронной микроскопии гораздо шире и до недавнего времени были ограничены техническими возможностями, в том числе и более низким разрешением.

Об исследовании, которое сделало прорыв в области криоэлектронной микроскопии, рассказал один из его авторов — кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией биосинтеза белка Отделения молекулярной и радиационной биофизики Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт», старший научный сотрудник НИК «Нанобиотехнологии» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета Андрей Коневега.

«Данная работа — это «переломный» момент, первый пример получения структуры функционального рибосомного комплекса с разрешением выше, чем получено кристаллографическими методами», - говорит Андрей Коневега.

В данной работе впервые разрешение, то есть точность определения пространственной структуры рибосомного комплекса, полученной методом криоэлектронной микроскопии, превышает разрешение структуры, ранее полученной методом рентгеновской кристаллографии. Данная пространственная структура впервые содержит все модифицированные основания рибосомной рибонуклеи́новой кислоты, которые ранее не были включены в структуры по причине недостаточной точности. В работе объяснена роль модифицированных оснований в тонкой регулировке функций рибосомы и в механизме действия антибиотиков.

Основные выводы, которые приведены в работе, это то, что  бактериальные рибосомы — важнейшая мишень современной антибиотикотерапии. Более половины применяемых сегодня антибиотиков ингибируют различные этапы биосинтеза белка на рибосомах. Проблемы, с которыми уже сейчас сталкиваются медики во всех странах мира, связаны с появлением бактериальных штаммов, устойчивых к применяемым антибиотикам. Поэтому разработка новых классов антибиотиков и модификация уже существующих представляют актуальную проблему современной биологии и фармацевтики.

«Знание структурной организации рибосом необходимо для разработки новых эффективных антибактериальных препаратов», - подчеркивает кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией биосинтеза белка Андрей Коневега.