科學家揭示軍團菌的一種酶法武器的原子細節(jié)并開發(fā)出第一種抑制劑
抗菌素耐藥性(AMR)是世界范圍內的主要醫(yī)學問題,影響人類健康和經濟福祉。現(xiàn)在,由法蘭克福歌德大學的Ivan Dikic教授領導的一個研究小組在最新的在線問題“自然”中報道了一種抗擊細菌的新策略??茖W家們揭示了軍團菌毒素的分子作用機制并開發(fā)了第一種抑制劑。
隨著抵抗力繼續(xù)蔓延,肺炎和沙門氏菌病等常見感染變得越來越難以治療。導致AMR危機的兩個因素是:人類疏忽使用抗生素和缺乏真正新型的抗生素超過30年。根據(jù)世界銀行最近的一份報告,到2050年,AMR可能會將全球國內生產總值減少1.1%至3.8%,具體取決于具體情況。
正在進行科學努力以更好地控制微生物感染。一種有希望的方法是通過阻斷導致這種損傷的微生物過程來限制細菌感染過程中宿主細胞和組織的損傷。歌德大學生物化學研究所所長Ivan Dikic的實驗室在過去的十年里一直在這個領域工作。Dikic說:“我們相信我們可以找到新的治療方法,通過合理設計藥物的特定細菌效應物群體來補充常規(guī)抗生素。這樣可以減少致病性損傷,幫助患者更好地耐受細菌感染。這是一個相對較新的領域這引起了社會越來越多的關注。“
為了證明這種策略是應對細菌的可行選擇,Dikic的團隊研究軍團菌,已知它們會導致肺炎并且對免疫功能低下的患者特別危險。最近,法蘭克??茖W家參與了一項新的酶促機制,即軍團菌用于控制其宿主細胞。作為Dikic團隊成員,歌德大學Buchmann分子生命科學研究所的Sagar Bhogaraju博士報告說:“我們發(fā)現(xiàn)軍團菌酶SdeA是一種有毒的細菌效應物。它通過靶向泛素系統(tǒng)促進細菌的傳播。 ,細胞對抗壓力的有力保護機制之一。“
Ivan Dikic的小組現(xiàn)在報道了Nature雜志的進一步突破:他們成功地解決了SdeA的原子結構。“這種酶真正獨特,并以兩步機制催化反應,”Sissy Kalayil博士說,他是該項目的法蘭克福科學家之一。“我們的結果非常令人興奮,因為它們揭示了這種機制的原子細節(jié),并使抑制劑的基本原理設計成為可能。”
在他們的出版物中,研究人員還揭示了這種細菌效應器如何在宿主細胞內選擇其受害蛋白,通過將泛素附著于其上來發(fā)揮其作用。他們還開發(fā)了第一種在體外阻斷該反應的抑制劑。“我們的基本發(fā)現(xiàn)使我們能夠證明這些酶是可以藥用的,”Dikic評論道。“但這是早期的事情。在我們能夠在治療上使用這種新機制之前,我們還有很長的路要走。我們肯定不會就此止步。”最有可能的是,軍團菌不是唯一使用這種機制的細菌。
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