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生存策略:一种酶如何使细菌从抗生素中“复活”
来源:美国华人网    2018年04月13日    点击:727

包括青霉素在内的β-内酰胺类抗生素是世界上应用最广泛的一类抗生素。虽然他们自20世纪40年代以来一直在使用,但科学家们仍然不完全了解当这类药物遇到细菌时会发生什么。现在,圣母大学的研究人员已经阐明了一种酶是如何帮助细菌免受抗生素的伤害,这种抗生素效力不够强大,不足以立即杀死接触到的细菌。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上,重点介绍了一种革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(它是导致肺炎和败血症的病原体)中的一种酶。这种酶称为裂解转糖基酶Slt(lytic transglycosylase Slt),能迅速尝试修复生物体的细胞壁,从而使细菌能够存活并进行感染。“这是一种生存策略,”该研究的主要作者,圣母大学生命科学系教授ShahriarMobashery表示,“细胞壁是包裹整个细菌的结构实体,它的健康对于细菌的存活至关重要,如果药物造成细胞壁的损伤,细菌就无法应付,从而死亡。”

铜绿假单胞菌是疾病控制和预防中心最近报道中强调的“噩梦细菌”之一。该报告指出,2017年仅在这个“噩梦细菌”中,实验室测试发现的异常阻力超过200次。

铜绿假单胞菌的细胞壁由交叉连接在一起的长而相邻的结构单元构成。存在β-内酰胺抗生素的情况下,交联不会形成。然而,未交联聚合物的长链仍然存在,这表明细胞壁被破坏了。这也是Slt酶进入的地方。酶识别损伤并切断未交联聚合物的长链,然后生物体重建细胞壁。

“这就好比你开车回家并进入挡泥板弯,当你回家的时候,你的车已经修好了,”Mobashery说。

一段时间的研究后,科学家已经知道这两种酶的家族。Mobashery的团队合成了细胞壁碎片,并用Slt酶进行研究以确定酶如何降解它。他们将纯化的Slt酶和细胞壁样本送到西班牙国家研究委员会的合作者手里,以确定其结构。

Mobashery已经研究了30年的抗生素耐药性。他说自20世纪60年代以来一直研究青霉素结合蛋白,并从20世纪90年代开始研究裂解转糖基酶。但它们如何聚在一起的问题是新的。由于有抗生素抗性,这种细菌已成为治疗最难的细菌病原体之一。

国立卫生研究院和西班牙经济与竞争力部资助了这项研究。



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关键词: 抗生素 细菌 耐药性

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