Обычный атом, необычный эффект: как бромирование помогает бороться с бактериями

Ученые ТИБОХ ДВО РАН нашли способ превратить малоактивное природное соединение в эффективное средство против бактериальных биопленок. Исходным веществом стал 3-этил-4-гидрокси-6-метил-2H-пиран-2-он (EHMP) ‒ продукт жизнедеятельности гриба Trichoderma koningii, который обитал в кишечнике дальневосточного трепанга Apostichopus japonicus.

Сам по себе EHMP лишь слабо подавлял рост бактерий, хотя заметно мешал образованию биопленок Candida albicans. Однако после простой химической манипуляции ‒ присоединения атома брома ‒ свойства вещества кардинально изменились. Новое соединение, названное Br-EHMP, практически утратило активность против C. albicans, но зато в разы эффективнее стало бороться с биопленками золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus).

Особый интерес вызывает механизм действия. Ученые выяснили, что Br-EHMP подавляет активность фермента сортазы А ‒ своеобразной «строительной машины», с помощью которого стафилококки создают биопленки и прикрепляются к поверхностям. Без действия этого фермента бактерии теряют способность формировать защитные сообщества, становясь уязвимыми. Компьютерное моделирование показало взаимодействие атома брома в молекуле Br-EHMP с ключевым аминокислотным остатком Cys184 в активном центре сортазы А, что приводит к ингибированию активности фермента.

Важно, что даже в высоких концентрациях Br-EHMP практически не токсичен для нормальных клеток млекопитающих (в экспериментах использовали кардиомиоциты линии H9c2), что делает его перспективным кандидатом для дальнейших исследований в качестве агента для борьбы с биопленками.

Биопленки стафилококка ‒ одна из главных проблем современной медицины: они вызывают хронические инфекции ран, пневмонии, осложнения при имплантации протезов и устойчивы ко многим антибиотикам. Открытие показывает, что бромирование природных соединений может быть простым и эффективным способом создавать новые противомикробные препараты, направленные не на уничтожение бактерий, а на блокировку их «социального» поведения.

Результаты опубликованы в журнале Antibiotics.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант № 25-23-00654).