Mechanismy rezistence vůči antibiotikům cílícím na ribozom - nové poznatky z pohledu strukturální biologie

Abstract

Antibiotics are a fundamental pillar of modern medicine, and the treatment of many diseases would currently not be possible without them. However, the effectiveness of these substances is seriously threatened by increasing bacterial resistance, which necessitates a more detailed study of the defense mechanisms of pathogens. This bachelor thesis focuses on the bacterial ribosome, which representsone oftheprimarytargetsof antibioticaction.Bacteria haveevolved various mechanisms to protect this proteosynthetic apparatus and thus ensure their survival. In the form of a literature review, the thesis summarizes the latest findings of structural biology regarding the mechanisms of bacterial resistance to antibiotics targeting the ribosome, which were identified using cryo-electron microscopy. The resistance mechanisms based on enzymatic modification of the target site proceeding in various ways (especially methylation) or mutations of ribosomal components are characterized. Attention is also paid to three basic types of proteins that provide active protection of the ribosome against the effects of antibiotics. Detailed knowledge of these defense mechanisms is key to the search for new drugs that will effectively target the bacterial target despite the emergence of resistance. Keywords: antibiotics,...

Antibiotika jsou základním pilířem moderní medicíny a léčba mnoha onemocnění by bez nich v současnosti nebyla možná. Účinnost těchto látek je však vážně ohrožena narůstající bakteriální rezistencí, což vyžaduje podrobnější studium obranných mechanismů patogenů. Tato bakalářská práce se zaměřuje na bakteriální ribozom, který představuje jeden z hlavních cílů působení antibiotik. Bakterie si vyvinuly různé mechanismy, jak tento proteosyntetický aparát chránit a zajistit tak své přežití. Práce formou literární rešerše shrnuje nejnovější poznatky strukturální biologie o mechanismech bakteriální rezistence vůči antibiotikům cílících na ribozom, které byly zjištěny pomocí kryoelektronové mikroskopie. Jsou zde charakterizovány mechanismy rezistence, které spočívají v metylaci cílového místa antibiotik specifickými enzymy či v mutaci ribozomálních složek. Pozornost je věnována také třem základním typům proteinů, které zajišťují aktivní ochranu ribozomu před účinky antibiotik. Detailní znalost těchto obranných mechanismů je klíčová pro hledání nových léčiv, které účinně zasáhnou bakteriální cíl i přes vzniklou rezistenci. Klíčová slova: antibiotikum, rezistence, ribozom, translace, bakterie, kryoelektronová mikroskopie