В European ХFEL засняли процесс взаимодействия антибиотика и нейтрализующего бактериального фермента
Съемка с помощью рентгеновского лазера зафиксировала процесс взаимодействия антибиотика цефтриаксона и фермента бета-лактомазы, который вырабатывают антибиотико-резистентные туберкулезные палочки.
Ученые получили замедленные кадры того, как антибиотик связывается с бета-лактомазой. Также изучалось взаимодействие бета-лактомазы и ингибитора сульбактама. При одновременном введении сульбактам связывается с бета-лактомазой и блокирует ее. В результате фермент становится не способен инактивировать антибиотики.
Для того, чтобы биомолекулы можно было изучать с помощью рентгеновского лазера, сначала требуется их закристаллизовать. На современных установках типа XFEL можно работать с очень маленькими кристаллами.
Кристаллы бета-лактомазы и раствор антибиотика быстро смешиваются, и реакция начинается сразу, как только растворенный антибиотик диффундирует в кристалл фермента. Из-за небольшого размера кристаллов диффузия происходит очень быстро, и все молекулы бета-лактомазы в кристалле реагируют с антибиотиком почти одновременно.
Эксперимент проводился международной исследовательской группой в научном комплексе European XFEL (Х-ray Free Electron Laser – рентгеновский лазер на свободных электронах) на инструменте SPB/SFX (Single Particles, Clusters, and Biomolecules & Serial Femtosecond Crystallography — Частицы, Кластеры, Биомолекулы & Фемтосекундная Кристаллография) (Германия).
В эксперименте использовался специальный метод смешивания и инжекции. Инжекторы были разработаны группой профессора Лоис Поллак (Корнеллский университет, шт. Нью-Йорк, США) для использования в Европейском XFEL.
Метод позволяет получать атомарно точную замедленную визуализацию быстрых биологических процессов в ферментах и других биомолекулах.
Бактерии становятся антибиотико-резистентными, когда вырабатывают способность выделять ферменты, связывающиеся с антибиотиками. Бета-лактомазы – класс таких ферментов, снижающих действенность многих антибиотиков широкого спектра.
Цефтриаксон — цефалоспориновый антибиотик III поколения.