Penicillin, det första antibiotikumet som upptäcktes, har räddat miljontals liv sedan det introducerades på 1940-talet. Vissa bakterier har dock utvecklat resistens mot penicillin, vilket gör det mindre effektivt vid behandling av vissa infektioner.
Den nya forskningen, publicerad i tidskriften Nature Communications, avslöjar hur penicillin fungerar på molekylär nivå. Denna kunskap kan hjälpa forskare att designa nya antibiotika som är mer effektiva för att döda bakterier, inklusive de som är resistenta mot penicillin.
"Detta är ett stort genombrott i vår förståelse av hur penicillin fungerar", säger huvudforskaren Dr James Spencer, professor i biokemi vid University of Cambridge. "Denna upptäckt kan leda till utvecklingen av nya antibiotika som är mer effektiva och mindre benägna att orsaka resistens."
Penicillin verkar genom att störa syntesen av en molekyl som kallas peptidoglykan, som är en viktig komponent i bakteriens cellvägg. Genom att hämma syntesen av peptidoglykan försvagar penicillin cellväggen och gör att bakteriecellen bryter upp och dör.
Den nya forskningen avslöjar att penicillin binder till ett specifikt enzym som kallas transpeptidas, som är involverat i syntesen av peptidoglykan. Genom att binda till transpeptidas blockerar penicillin enzymet från att fungera och förhindrar syntesen av peptidoglykan.
"Detta är första gången som vi har kunnat se hur penicillin binder till transpeptidas och hämmar dess aktivitet", säger Dr Spencer. "Denna information kan användas för att designa nya antibiotika som är mer potenta och mindre benägna att orsaka resistens."
Forskarna arbetar nu med att ta fram nya antibiotika baserat på den nya informationen. De tror att dessa antibiotika kan vara mer effektiva vid behandling av bakteriella infektioner, inklusive de som är resistenta mot penicillin.
"Vi är glada över potentialen i denna forskning att leda till nya antibiotika som kan hjälpa oss att bekämpa det växande problemet med bakteriell resistens", säger Dr Spencer. "Penicillin har varit en livräddare för miljontals människor, och vi hoppas att vår forskning kommer att bidra till att utveckla ännu bättre antibiotika som kommer att fortsätta att rädda liv."
