Dal Messico un nuovo antibiotico naturale: ecco il Phazolicin (PHZ)

Sequenza amminoacidica del Phazolicin (PHZ). Crediti: D. Y. Travin & al. (Nature Communications)

Un nuovo antibiotico messicano

Un gruppo di ricercatori russi, americani, svedesi e francesi ha recentemente scoperto un nuovo antibiotico prodotto naturalmente nelle foreste tropicali messicane. Si tratta di una notizia indubbiamente straordinaria per le potenziali applicazioni che potrà avere in futuro, specie se si considera che il fenomeno dell’antibiotico-resistenza sta diventando sempre più limitante sull’efficacia che gli antibatterici attuali hanno sui patogeni sia di piante che di animali.

Inoltre, negli ultimi decenni, la scoperta di antibiotici naturali ha visto un netto decremento, essendoci stata principalmente introduzione di antibiotici di sintesi (derivanti da modifiche chimiche di quelli naturali).

La scoperta del Phazolicin

La scoperta riguarda una molecola prodotta da un batterio azoto-fissatore del suolo del genere Rhizobium, che vive in simbiosi con le leguminose a livello delle radici. Tale prodotto biosintetico prende il nome di Phazolicin (PHZ) e il batterio da cui deriva è stato isolato da radici della specie Phaseolus vulgaris (pianta del fagiolo) della foresta Los Tuxtlas in Messico. La funzione che in natura dovrebbe avere il Phazolicin è la protezione delle radici delle piante dall’invasione di batteri patogeni del suolo.

I dettagli molecolari ed il meccanismo d’azione del Phazolicin

È ormai noto che i peptidi sintetizzati dai ribosomi batterici e modificati post-traduzionalmente (RiPP) hanno una grande varietà di possibili funzioni biologiche. I peptidi lineari che contengono azol(in)e (LAP) ne sono un esempio (sottoclasse di RiPP).

È stato quindi scoperto un nuovo cluster di geni LAP nel genoma di Rhizobium Pop5 che codifica per il precursore del Phazolicin e per i relativi fattori di modifica post-traduzionale. Il Phazolicin si comporta come una molecola antibiotica a spettro ristretto che agisce principalmente contro specie dell’ordine Rhizobiales. Dagli studi effettuati è stato evidenziato che la sua azione dipenda dall’interazione che ha con l’rRNA 23S e le proteine uL4/uL22, attraverso cui ostruisce il sito di uscita della catena peptidica nascente, bloccando quindi la sintesi proteica.

Figura 1 – Dettagli molecolari del meccanismo d’azione del Phazolicin (PHZ). Crediti: D. Y. Travin & al. (Nature Communications)

Future applicazioni

Da quanto esposto nello studio, il Phazolicin sembrerebbe poter avere future applicazioni in ambito agricolo per il controllo di alcune specie patogene per le piante. La speranza è che nuove molecole antibiotiche naturali continuino ad essere scoperte sempre più frequentemente nel tempo.

Angelo Schirinzi

Fonti:

  • Travin, D. Y., Watson, Z. L., Metelev, M., Ward, F. R., Osterman, I. A., Khven, I. M., … & Cate, J. H. (2019). Structure of ribosome-bound azole-modified peptide phazolicin rationalizes its species-specific mode of bacterial translation inhibition. Nature communications, 10(1), 1-11.
  • Travin D. Y., Watson Z. L., Metelev M., Ward F. R., Osterman I. A., Khven I. M., Khabibullina N. F., Serebryakova M., Mergaert P., Polikanov Y. S., Cate J. H. D., Severinov K. (8 Ottobre 2019). Structure of ribosome-bound azole-modified peptide phazolicin rationalizes its species-specific mode of bacterial translation inhibition. Estrapolato da PubMed.gov.

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