黄色ブドウ球菌は、ほぼ 3 人に 1 人の皮膚や粘膜に平穏に生息しています。しかし、細菌が体内に侵入すると、生命を脅かす感染症を引き起こす可能性があります。そして、その株の多くは抗生物質耐性があるため、健康リスクが高くなります。ホスピタリズム細菌として知られるこの細菌は、創傷感染、肺炎、さらには敗血症を引き起こします。多剤耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）は、特に診療所や老人ホームで免疫不全状態にある人々に死亡を引き起こします。
MRSA に対する薬は、特殊な酵素であるジヒドロ葉酸還元酵素 (DHFR) を攻撃します。このタンパク質が無効になると、細菌は DNA の 4 つの基本構成要素の 1 つであるチミンを生成できなくなります。その結果、細菌は死滅するか、その蔓延が大幅に遅くなります。ダーラムのデューク大学のブルース・ドナルド率いる科学者たちは、この酵素を初めて使用して、折りたたまれたタンパク質とその相互作用で起こり得るすべての変化を計算する K-Star アルゴリズムを開発しました。 「私たちは、酵素にその働きをさせながら、新しい抗生物質の効果をブロックする変異候補を探していました」とドナルドは説明します。タンパク質はコンピュータ上でモデル化され、その表面が変化し、新しい形態と有効成分との相互作用の可能性が常にシミュレーションされます。
コネチカット大学ストーズ校の新しい抗生物質について、科学者たちは予測ソフトウェアを使用して、成功する可能性のある 4 つの DHFR 変異体を特定しました。そのうちの 3 つは、薬物をドッキングしようとしたにもかかわらず活性を維持し、有効成分と弱い相互作用しかありませんでした。 4 番目に計算された形態は、シミュレーションで薬剤との化学反応がほとんど示されなかったため、耐性のある病院細菌として危険なキャリアを開始する可能性が最も高くなります。 「この結果は、自然界で起こり得る耐性に予防的に対処する抗生物質の同定において一歩前進したことを示しています」と研究の共著者イベリン・ゲオルギエフは説明する。このソフトウェアはオープンソース ソフトウェアとして無料で利用できます。権限のある人は誰でもプログラムの構造を調べて改善を提案できます。
