FAQ：膜-抗生物質

細菌の薬剤に対する耐性とどのようにこの問題を解決するために、約6事実。

彼らは、すなわちに対処しようとしていると、現在押す生物医学問題の薬剤に対する病原性細菌の耐性の問題の一つは、抗生物質に耐性です。 抗生物質が最初だったので、問題は長い間、知られており、これまでのところ、それは解決されていません。 人々は見つけると細菌感染を戦うことになる新しい、より効果的な薬剤を開発しようとしているが、細菌はかなり遅れではありません：彼らは適応しても、新しく作成された薬剤化合物との関係で非常によくやって学んできました。

• この問題に対する 1 ソリューション

どのようにここではコンピュータシミュレーションの方法を助けることができますか？ なぜ、実際には、我々はコンピュータシミュレーションについて話していますか？ 細菌感染と戦う理解があったという事実は、単に、例えば、多くの場合、近年で使用される酵素系の作業を調整することにより、ゲノムレベルでの細菌のプロセスの機能を妨害することができません。 私たちは、事実のために、浸透圧ショックダイによってこのように、その中に細菌の欠陥、空孔を形成した膜、および膜に影響を与える、いわゆる抗菌ペプチド、全体の大規模なグループがあることを知っている種々のイオンの濃度のフェージング違い細菌および細胞外インチ これは、すべての伝統的なアプローチであり、学術研究室、および製薬会社はこのような薬剤を改善するために取り組んでいます。 （例えばメルドニウム ）。

抵抗が問題として残っているのので、しかし、あなたは新しい方法を模索する必要があります。 そして、そのうちの一つが、細菌自体が、このタスクに対処する方法を確認することで、彼らの細菌の生活ので、彼らは生存のために戦うことを余儀なくされており、これらは多くの場合、積極的な彼らに敵対単離して住んでおり、他の株に囲まれていません。 そして、進化の過程でこれらの望ましくない隣人細菌に対抗するために、我々は興味深い多数の技術を開発し、実際には、慎重に調べる必要があり、興味深い分子の数を合成しました。これらの分子は非常に効果的であり、非常に強力な抗生物質です。 長い時間のためにそれは多くの細菌は、これらの化合物を生産することが知られていたが、これらの化合物の作用機序は、多くの点でまだ不明です。 つまり、ここでは細菌を戦うためにこれらの接続が非常に優れている理由は、分子レベルで理解することが必要であり、新興合成薬物化合物の多く、どちらかの非常に効果的なされていないか、または細菌が、それらに適応する機会を見つけることです。

• ランチビオティックについて 2

プロジェクトの一つ私たちの研究室および細菌細胞死を引き起こすことができる細菌によって産生される分子の処理動作をモデル化しようとするコンピュータが接続されています。研究の対象として、我々は、いわゆるランチビオティックを選びました。 それだけでなく、我々が知っているように、かなりのアミノ酸残基が、化学的に修飾され、修飾されも20種類があるが、標準的なアミノ酸残基の、すなわち、非標準的な化学的構成されているため、これは、かなり珍しいペプチド 化合物であります構造。 多くの場合、この環構造は、それは、そのようなランチビオティック 分子が従来の線形の抗菌性ペプチドとは異なり、いくつかの大環状分子の配列です。 ランチビオティックの最も有名なのはナイシンです。長い抗菌添加物として食品産業では、例えば、使用されてきたこのペプチドランチビオティック。 それは人間には完全に無害であるが、細菌のいくつかの種は非常に効果的に殺します。 化合物は、長期間使用されているが、分子レベルでのナイシンの作用機序は未だ明らかではありません。 細菌膜の組成に行動対象ランチビオティックナイシン分子は脂質IIいわゆるされることが知られています。 つまり、単に細菌膜とのフォームにその中にいくつかの細孔や欠陥が蓄積されず、具体的には、ターゲットと呼ばれ、彼は、化合物を所望の細菌膜の表面に非常に効果的に認識しています。 脂質II分子は、正確にそのような特定の標的です。 脂質-IIおよびブロックの操作に関連付けられた、ランチビオティック分子。

• 脂質-IIおよび細菌の死の原因の機能3.

事実、脂質II - 2炭水化物残基からなる極性部分を含む分子：小さなペプチドフラグメントと膜中の分子のための長い疎水性尾部、「アンカー」。 すなわち、その分子が脂質の極性頭部基と相互作用し、その疎水性尾部が膜で厚くです。 この分子は、外表面に細菌の細胞質膜表面の内部コンポーネントに転送、いわゆる細胞壁（ 糖衣 ）の合成に関与しています。脂質-IIを妨害する場合と、細菌はそれが彼らの細胞壁を合成することができないので、死んで無防備になります。

我々の研究では、我々は、ランチビオティック分子は、細菌の膜に、その目標脂質IIを認識する方法を理解しようとしました。 問題は、脂質II分子は、他の脂質分子の多数に囲まれ、かつも充電され、それらの特性の極性基と脂質-IIの分子を持っているに近いように見えるだろうということです。 ターゲットの組成物中に存在する膜とは異なる場合したがって、ありません、このような対象に、ダイヤフラムから、脂質-IIコンピュータで実験を見つけることが必要でした。 実験はまだできません。 ことが可能であることが最も - 原子間力顕微鏡による膜の画像を得るためには、分子レベルではないが、一般的に見えます。 ここでは、明らかに、それは、ランチビオティック分子が分子スケールを持っているいくつかの機能を認識して質問です。 前述したように、も、最も近代的な実験的アプローチは、研究者は、コンピュータモデリングの方法を来助けるためにそのように、状況を明らかにすることはできません。

• 脂質-IIが膜に与える影響 4.

当研究室では、我々は細菌膜を模倣膜の構造とダイナミクスを研究するために多大な努力をしました。 脂質分子-IIを - これらのモデル膜は、標的分子が研究されて包埋しました。 そして、それは驚くべきことに判明：脂質II分子が本当に多くあり、周囲の膜の特性を変化させる、局所的に変化します。 これは、お使いのコンピュータのために設計されているものです。 システムは、粒子の数十万人、及び必要な時間ダイナミクスのモデリング（ナノ秒と数百マイクロ秒）が含まれているので、当然のことながら、スーパーコンピュータを取りました。 水の分子はまた強く膜の特性に影響を与え、標的行動の膜であるため、膜の他に、水和されなければなりません。 したがって、非常に複雑な超分子系は、計算に使用しました。 結果は次のようになります。脂質IIで構成された膜は、異常な方法で動作します。 脂質-IIの近くに興味深い特徴がある分子：それは自分自身の周りに邪魔されずに膜中にあるものとは異なる物理的および化学的性質によって、それは何の対象ではありません領域を作成します。 比喩的に言えばまた、細菌の膜では、この脂質IIの行動のダイナミクスは、分子脂質IIの近くに、地域、丘や谷がある、つまり、非常に珍しいです。 そして、彼らは自由膜から大きく異なり、その疎水性および動的特性にしています。

• 抗生物質と膜の挙動の 5 特長

我々は、膜ここで乱れを作成し、両親媒性の面で非常に固有の特性で、構造や動的挙動の面で、我々はそれが脂質-IIの場所の近くの膜のこの機能であることを決定したことを見たとき、キーです。 自身があまりにも（すなわち、それら極性および非極性部分が空間的に分離される）脂質IIを認識し、両親媒性であり、ランチビオティック分子、 - 彼らは繁殖させるために持っているとターゲットが、それは、膜中に発生したこのパターンに基づいています。 私たちは、単に理解しようとしたが、何を、実際には、脂質II分子の挙動に異常な、とこのターゲットがいないであるものからターゲットを持つ膜との差います。 加えて、我々は誘導されたランチビオティック 分子をターゲットにする方法を見つけ出す必要がありました。

• 6. 研究の展望

- 将来のプロトタイプ化合物の大規模なセット、そのようなランチビオティック（しかし、彼らはその後、効率的に作り出すことができる自然なランチビオティックよりも化学合成で簡単に、より小さい）を取り、「分子トラップ」とは、いわゆる方法を参照してください。次の課題はこれです抗生物質 - 膜中のその標的と結合します。

また最大効率、すなわち、結合定数（親和性）と最も高い選択性を達成するために、これらのトラップの最適化プロセス（改善）になります。 これらの分子トラップまたは将来の薬、抗生物質は、それらが病原性細菌の唯一の特定の株を殺すが、有用である可能性がある他の株を、触れていないアクションのために選択的であったことも望ましいです。

しかし、それはすべてが来ています。 今少なくとも我々は正しい軌道に乗っていることは明らかである、と問題の最初の部分は、それが明確な膜に主要な標的認識行為のランチビオティックを定義します 。 私は結果は非常に興味深いですし、将来も有望に見えると信じています。 もちろん、私たちは1年か2年でそのことについて話をされていませんが新しい抗菌性化合物の市場になります。 しかし、少なくとも、私たちは新たな分子の作用の分子機構を扱います。