重磅!复旦大学:Nat Commun替加环素对人类线粒体核糖体的抑制机制


复旦大学生物医学研究院程净东课题组在Nature Communications上发表的研究论文“Structural basis for differential inhibition of eukaryotic ribosomes by Tigecycline”详细阐述了替加环素对人类线粒体核糖体的选择性抑制机制。

发现:
抑制A位点tRNA的结合:在临床相关浓度下,替加环素能够抑制线粒体55S核糖体A位点tRNA的结合。这一作用机制是替加环素抑制线粒体蛋白质合成的重要途径之一。
直接抑制肽酰转移中心(PTC):除了抑制A位点tRNA的结合外,替加环素还能直接阻断线粒体55S核糖体的肽酰转移中心(PTC),从而进一步抑制线粒体蛋白质的合成。
对细胞质80S核糖体的影响:相比之下,替加环素对细胞质内的80S核糖体没有显著的抑制作用。这表明替加环素对真核细胞核糖体具有特异性的抑制模式。
高浓度下的影响:虽然在临床浓度下替加环素不会抑制细胞质80S核糖体,但在高浓度条件下,研究观察到替加环素能够在人类和酵母的80S核糖体上识别并结合到另一个保守位点,这一结合可能限制了L1茎部的运动,从而影响核糖体功能。
意义:
分子层面的解析:该研究为理解替加环素的抗菌和抗肿瘤活性提供了分子层面的解析,揭示了其对人体细胞线粒体核糖体的特异性抑制机制。
增进抗生素作用机制的理解:通过该研究,我们增进了对抗生素作用机制的理解,为未来抗生素的研发提供了新的思路。
治疗策略的开发:该研究还为未来药物设计和治疗策略的开发提供了新方向,特别是在抗肿瘤领域,高度依赖线粒体功能的肿瘤细胞相比正常细胞对替加环素更为敏感,这为肿瘤治疗提供了新的潜在靶点。
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