uma, A malonomycin 1 contém uma porção aminomalonato intacta. b, Biossíntese de malonatos no metabolismo primário e secundário (R =H ou alquil). c, Mecanismo proposto do VKDC mamífero. As filoquinonas (vitamina K1) são utilizadas em VKDC de mamíferos como cofatores, enquanto as menaquinonas (vitamina K2) com comprimentos de cadeia lateral de isoprenóides variáveis são produzidas por bactérias, incluindo Streptomyces, e pode ter um papel semelhante em enzimas bacterianas do tipo VKDC. CoA, coenzima A; ACC, acetil-CoA carboxilase; ACP, proteína transportadora de acila; CCR, enzimas crotonil-CoA carboxilase / redutase; Gla, ácido y-carboxiglutâmico; K, forma de quinona de vitamina K; K−, intermediário oxigenado com vitamina K; VKOR, KO redutase. Crédito: Catálise Natural (2018). DOI:10.1038 / s41929-018-0178-2
Os cientistas descobriram um novo processo químico - também conhecido como via biossintética - nas bactérias que pode levar à produção e fabricação de uma nova geração de antibióticos.
Pesquisadores da Escola de Química da Universidade de Manchester dizem que seu novo caminho inclui uma enzima, chamado de carboxilase, que adiciona CO2 a uma molécula precursora que produz um antibiótico altamente incomum chamado malonomycin.
A equipe diz que o processo biossintético usado para produzir este antibiótico agora pode levar à descoberta e ao desenvolvimento de outros medicamentos, ajudando na luta contra bugs e doenças resistentes aos medicamentos no futuro.
O trabalho foi realizado em colaboração com a Universidade de Cambridge e está sendo publicado em Catálise Natural .
Dados internacionais dizem que a resistência aos antibióticos pode resultar em cerca de 10 milhões de mortes todos os anos até 2050, enquanto o custo para a economia global poderia ser £ 66 trilhões em perda de produtividade. Em toda a Europa sozinho, cerca de 25, 000 pessoas já morrem todos os anos em resultado de infecções hospitalares causadas por bactérias resistentes a antibióticos, como Escherichia coli ( E. coli )
Jason Micklefield, Professor de Biologia Química no Instituto de Biotecnologia de Manchester, quem liderou o estudo, disse:"O rápido aumento de patógenos resistentes a antibióticos é uma das principais preocupações de saúde global dos tempos modernos.
"Agora, usando uma combinação de bioinformática, edição de genes e experimentos in vitro, descobrimos uma via biossintética altamente incomum para o antibiótico malonomycin. Isso pode abrir caminho para um novo tipo de processo de produção de antibióticos. "
A equipe inicialmente se interessou pela malonomycin porque ela tem uma estrutura química altamente incomum. Possui atividade antimicrobiana potencialmente útil e já atraiu a atenção industrial. Contudo, apesar do interesse neste antibiótico, muito pouco se sabia sobre a biossíntese da malonomycin, até agora.
Os pesquisadores descobriram que o CO2 foi introduzido na estrutura da malonomycin, por uma enzima carboxilase que nunca foi caracterizada em bactérias antes. Malonomycin carboxylase é mais semelhante a uma enzima carboxylase em células humanas que usa vitamina K para adicionar CO2 às proteínas em nossos corpos, desencadear respostas fisiológicas essenciais, incluindo a coagulação do sangue.
Medicamentos anticoagulantes clinicamente importantes, como varfarina, funcionam bloqueando a função da carboxilase dependente da vitamina K humana. O professor Micklefield acrescentou:"Ficamos muito surpresos ao encontrar uma enzima carboxilase produtora de antibióticos em bactérias que era semelhante à carboxilase humana responsável pela coagulação do sangue.
"Agora estamos otimistas de que nossas descobertas podem levar à descoberta de novos antibióticos e também podem fornecer novas maneiras de fazer antibióticos que são urgentemente necessários para combater patógenos resistentes aos medicamentos emergentes."
