Микробиолозите и молекулярните биолози от ETH Цюрих и Университета в Бон откриха нов агент в гъбичките, който убива бактериите. Веществото, известно като копсин, има същия ефект като традиционните антибиотици, но принадлежи към различен клас биохимични вещества. Копсинът е протеин, докато традиционните антибиотици често са непротеинови органични съединения.

антибиотик

Изследователите, водени от Маркус Аеби, професор по микология, откриха веществото в обикновената мастилена гъба Coprinopsis cinerea, която расте върху конска тор. Когато започнаха своите изследвания, учените се интересуваха от разбирането как тази гъба и различни бактерии си влияят на растежа. Това включва отглеждане на гъбички в лаборатория заедно с няколко различни вида бактерии. Установено е, че C. cinerea е в състояние да убива определени бактерии. По-нататъшни изследвания показват, че копсинът, произведен от гъбата, е отговорен за този антибиотичен ефект.

Копсинът принадлежи към групата на дефензините, клас малки протеини, произвеждани от много организми за борба с микроорганизмите, причиняващи заболявания. Човешкото тяло също произвежда дефензини, за да се предпази от инфекции. Те са открити например по кожата и в лигавиците.

Въпрос за основно изследване

За Aebi основният фокус на този изследователски проект не беше предимно върху приложенията за новото вещество. "Дали един ден копсинът ще се използва като антибиотик в медицината, предстои да разберем. Това по никакъв начин не е сигурно, но не може да се изключи и това", казва той.

Професорът по ETH е много по-заинтригуван от основни въпроси, като например как гъбичките използват дефензини и други естествено антибиотични вещества в продължение на милиони години, за да се предпазят от бактерии. Защо това работи при гъбичките, докато хората използват антибиотици в медицината само от 70 години, като много от тях вече стават безполезни поради резистентност? "Гъбите имат вътрешни инструкции как да се използват тези вещества, без да се стигне до избор на устойчиви бактерии. Как да декодирате тези инструкции е интригуващ проблем за основните изследвания", обяснява Aebi.

Изключително стабилен протеин

Андреас Есиг, постдок в групата на Aebi и водещ автор на изследването, в момента проучва потенциалните заявления за копсин, регистриран за одобрение на патент. Биохимичните свойства на веществото са подтикнали учения да го направи. "Копсинът е изключително стабилен протеин", казва Essig. Протеините обикновено са податливи на разграждащи протеините ензими и високи температури. Копсинът е изключение, тъй като той също остава стабилен, когато се нагрява до температура от 100 градуса по Целзий в продължение на няколко часа или когато е подложен на ензими, разграждащи протеините. Изследователите смятат, че протеинът има тези свойства поради изключително компактната си триизмерна структура, както показа ЯМР спектроскопията.

Изследователите на ETH също успяха да разгадаят точния механизъм на действие, откривайки, че копсинът може да се свърже с липид II, съществен градивен елемент за клетъчната стена на бактериите. „Изграждането на клетъчната стена е ахилесовата пета на бактериите“, обяснява Есиг. Ако копсинът се свърже с липид II, бактериите умират, защото не са в състояние да изграждат нова клетъчна стена.

Освен че се използва като антибиотик в медицината, може да е възможно да се използва и копсин в хранителната промишленост. Това е така, защото копсинът убива много патогени, включително листерия, вид бактерии, които могат да причинят тежко хранително отравяне и поради това се опасяват, особено при производството на необработени храни, като сирена от сурово мляко и сушени меса.