科學家解密天然抗生素形成過程
日期：2014-10-29 09:36:09
美國伊利諾伊大學的科研人員對天然抗生素的研究取得重大突破。他們揭示了脫水酶對縮氨酸的改變過程，從而為上千種具有醫用價值的類似分子的研究找到了新路徑。該研究最近刊登在《自然》雜志上。
伊利諾伊大學的團隊研究了許多具有抗生素性質的化合物，其中最有名的是乳酸鏈球菌。研究發現，對乳酸鏈球菌來說，脫水酶讓該抗生素具有了最終的三維形狀。領導這一研究的該校化學系教授威爾·弗雷德說，這是把縮氨酸轉化成五環結構的第一步。
據報道，科研人員發現脫水酶主要做兩件事：一是給乳酸鏈球菌肽提供谷氨酸，二是清除谷氨酸。一種酶能完成兩個完全不同的活動，是因為這種酶與乳鏈菌肽在兩個方面起作用：脫水酶迅速抓住一部分縮氨酸，并在剩下的部分輔助建立五環結構。
“乳鏈菌肽前體的一部分被牢牢抓住，另一部分則很靈活。靈活的部分實際上是化學反應發生的地方。”另一名研究員、高效生化學教授奈爾說。
這一五環結構對于乳酸鏈球菌的抗生素功能至關重要：其中的兩個可以攻擊細菌的細胞壁，剩下的三個會在細菌的細胞膜上打孔。該手段特別有效，會讓細菌對抗生素更加難以抵抗。
乳酸鏈球菌是牛奶里的天然成分，也可在實驗室合成，在食品添加劑中用作防腐劑。上世紀60年代，乳酸鏈球菌開始被用來消滅食源性的病原體。
研究人員早已知道乳酸鏈球菌的基因序列，并能以此合成縮氨酸，但縮氨酸會在細胞內發生變化，從而形成最終的結構和功能。研究發現，脫水酶參與了縮氨酸的改變，但是科學家之前不知道具體過程，這也阻礙了許多類似化合物的研究。威爾弗雷德說，這些化合物本可以在抗擊食源性疾病或危險的微生物傳染病方面發揮重要作用。
威爾弗雷德實驗室的一名研究生奧爾特加還發現，轉運RNA會提供谷氨酸，可以有助于脫水酶對乳酸鏈球菌進行定型。
“這項研究中，我們回答了人們長期存在的疑惑，即化學層面的脫水是怎么發生的。”威爾弗雷德說，“這的確照亮了一片新天地。現在，我們和其他實驗室可以做許多之前難以進行的研究了。”
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