فاز عالم من جامعة جنوب الأورال الحكومية بمنحة من مؤسسة العلوم الروسية لدراسة تفاعل المضادات الحيوية مع الريبوسومات البكتيرية في المجمعات الثلاثية «نفق الببتيد - الريبوسوم المتنامي - مضاد حيوي». يخطط العلماء لمحاكاة عملية تفاعل المضاد الحيوي مع ريبوسومات مسببات الأمراض. سيساعد هذا البحث في إنشاء أنواع جديدة من المضادات الحيوية الاصطناعية للسلالات البكتيرية المقاومة.
يقوم علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية بنمذجة النمط الديناميكي للتفاعلات بين نمو الببتيد وجدران نفق ريبوزومي في عملية إضافة أحماض أمينية جديدة إليه في البكتيريا. مثل هذا النموذج ضروري لتطوير مضادات حيوية اصطناعية جديدة تكون فعالة ضد السلالات المقاومة للمضادات الحيوية الطبيعية وشبه الاصطناعية. هذا صحيح بشكل خاص في ضوء الانتشار المتزايد لمسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية شائعة الاستخدام.
يقود المشروع جينادي ماكاروف ، مرشح العلوم الكيميائية. هذه الدراسة ذات أهمية كبيرة لأن بعض متواليات الأحماض الأمينية (الببتيدات الرائدة) قادرة على تكوين مجمعات ثلاثية قوية. هذه المجمعات تشارك في تكوين المقاومة البكتيرية.
«غالبًا ما يكون الريبوسوم البكتيري هدفًا للأدوية المضادة للبكتيريا ، حيث تعمل نسبة كبيرة منها على نفق الريبوسوم. توقف مضادات الميكروبات تخليق البروتين بعد عدد معين من دورات إضافة الأحماض الأمينية. يتوقف التخليق الحيوي للبروتين فقط عندما يظهر ببتيد مركب حديثًا مع تسلسل حمض أميني معين في النفق»,- كما يقول قائد المشروع ، مرشح العلوم الكيميائية جينادي ماكاروف.
أجريت الدراسة في مختبر أبحاث جامعة جنوب الأورال الحكومية للنمذجة متعددة النطاقات للمواد الوظيفية متعددة المكونات.
«هناك مضاد حيوي قديم ومدروس على نطاق واسع ليفوميسيتين (كلورامفينيكول). من المعروف أن الكلورامفينيكول يوقف التخليق الحيوي للبروتين اعتمادًا على تسلسل الأحماض الأمينية للببتيد المتنامي. في سياق المشروع الأخير ، أظهرنا أن ليفوميسيتين يمكن أن يرتبط بالريبوسوم حتى يتمكن من السماح للببتيد المتنامي بالمرور والتفاعل معه في نفس الوقت. نقترح استخدام طرق نمذجة الديناميات الجزيئية للحصول على نموذج لتفاعل مضاد حيوي مع ما يسمى ببتيدات القائد ، والتي تكون قادرة على إيقاف تخليق نفسها في وجود الليفوميسيتين ، وبالتالي تنظيم تخليق الإنزيم الذي يثبط المضاد الحيوي»,- يشرح جينادي ماكاروف.
يمكن أن تصبح دراسة المجمعات الجزيئية الميكانيكية «الببتيد المتنامي - نفق الريبوسوم - المضادات الحيوية» أساسًا لنموذج آلية المضادات الحيوية. على سبيل المثال ، يمكن للعلماء تحديد أجهزة الاستشعار في النفق الريبوزومي المسؤولة عن تحويل الريبوسوم إلى حالة «توقف». يخطط العلماء للحصول على تركيبات ثلاثية مجمعات «مضاد حيوي — ريبوسوم — قف-ببتيد».
جامعة جنوب الأورال الحكومية - هي جامعة للتحولات الرقمية ، حيث يتم إجراء البحوث المبتكرة في معظم المجالات ذات الأولوية لتطوير العلوم والتكنولوجيا. وفقًا لاستراتيجية التطور العلمي والتكنولوجي لروسيا الاتحادية ، تركز الجامعة على تطوير مشاريع علمية كبيرة متعددة التخصصات في مجال الصناعة الرقمية وعلوم المواد والبيئة. في عام 2021 ، فازت جامعة جنوب الأورال الحكومية بالمسابقة في إطار برنامج «الأولوية 2030». تؤدي الجامعة وظائف مكتب المشروع الإقليمي لمركز الأورال العلمي والتربوي الأقاليمي على المستوى العالمي.