Czy witamina B1 i jej szlaki syntezy i regulacji mogą nam pomóc tworzyć nowe leki?07.02.2011

autor: Tomasz Woźniak
słowa kluczowe: antybiotyk, oporność, witamina B1

Pojawianie się szczepów bakterii opornych na większość antybiotyków stanowi poważny problem w medycynie. Wiele zespołów badawczych koncentruje się na poszukiwaniu nowych leków przeciwbakteryjnych.
Jedną z kluczowych kwestii przy poszukiwaniu nowych leków jest znalezienie czynników specyficznych dla organizmu patogennego. Szlaki syntezy i regulacji syntezy witaminy B1 (tiaminy) mogą być w tym bardzo przydatne, gdyż dwufosforan tiaminy jest bardzo ważnym kofaktorem enzymów takich jak dehydrogenaza pirogronianowa (PDH), dehydrogenaza 2-oksoglutaranowa (OGDH), transketolaza (TK) i syntetaza acetohydroxykwasowa (AHAS), u wielu organizmów. Co istotne wiele z tych enzymów jest specyficznych dla danego mikroorganizmu, co pozwala na projektowanie substancji, które będą skuteczne przeciw danemu patogenowi i jednocześnie nie będą toksyczne dla człowieka. Zaproponowano już cały szereg potencjalnych leków, które wymagają dalszych badań w ciągu najbliższych lat.
Istotnym celem jest też regulacja wytwarzania tiaminy, która odbywa się przy udziale ryboprzełączników- cząsteczek RNA, które w zależności od stężenia thiaminy regulują ekspresję genów odpowiedzialnych za jej szlaki syntezy. Kiedy stężenie tiaminy jest wysokie ryboprzełącznik przyjmuje stabilną formę związaną z ligandem, która powoduje terminację (przerwanie) lub inhibicję translacji wyżej wspomnianych genów. Ze względu na duże powinowactwo do witaminy B1, ryboprzełączniki te stanowią idealny cel terapii, na przykład przy użyciu pyritiaminy - analogu tiaminy.

ryboprzełącznik
ryc. struktura ryboprzełącznika thiaminowego, PDBID: 3KOJ, rysunek wykonano za pomocą programu PyMol

Pośród różnych mikroorganizmów, na szczególną uwagę zasługuje bakteria Mycobacterium tuberculosis, która odpowiada za śmierć około dwóch milionów osób rocznie. Bakteria ta nie posiada "ratunkowych" szlaków syntezy witaminy B1 (ang. salvage pathways), dzięki czemu blokując główny szlak biosyntezy uniemożliwia się rozwój tej bakterii.
Czy opisane powyżej podejście zaowocuje powstaniem nowych leków dowiemy się w przeciągu kilku- kilkunastu lat.

Źródło:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3020362/?tool=pmcentrez

ISSN 1689-7730