近日來(lái)自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)系及生物化學(xué)和分子生物學(xué)系副教授Squire Booker領(lǐng)導的研究小組在新研究中首次揭示了特異的菌株進(jìn)化形成抗生素耐藥性的詳細化學(xué)機制。新研究發(fā)現將推動(dòng)科學(xué)家們開(kāi)發(fā)出防治超級病菌感染的新型藥物。這一論文在線(xiàn)發(fā)表在4月28日的《科學(xué)》雜志上。
在這篇文章中，研究小組將研究焦點(diǎn)集中在了近期進(jìn)化的一種超級病菌生成的蛋白質(zhì)上。Booker解釋說(shuō)早在數年前，遺傳研究證實(shí)松鼠葡萄球菌進(jìn)化生成了一種稱(chēng)為Cfr的新基因。Cfr基因編碼蛋白在細菌形成抗生素耐藥性中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。隨后，研究人員又在金黃色葡萄球菌中發(fā)現了相同的基因。金黃色葡萄球菌是寄居在人類(lèi)鼻部和皮膚上的一種最常見(jiàn)的細菌類(lèi)型，是目前多種抗生素耐藥性感染的主要原因。由于這一基因通常定位于移動(dòng)的DNA元件中，因此它能夠輕易地從非人類(lèi)病原體進(jìn)入到其他種類(lèi)感染人類(lèi)的細菌中。
“科學(xué)家們在美國、墨西哥、巴西、西班牙、意大利及愛(ài)爾蘭的金黃色葡萄球菌中均發(fā)現了這一基因，證實(shí)它能有效促使細菌對七種類(lèi)型的抗生素產(chǎn)生耐受，”Booker說(shuō)：“顯然，帶有這一基因的細菌有著(zhù)不同的進(jìn)化利益。然而直到現在，科學(xué)家們對于這一基因編碼蛋白質(zhì)影響細菌基因結構的詳細機制仍不十分清楚?！?/DIV>
為了解開(kāi)這些細菌耐受抗生素的化學(xué)奧秘，Booker和他的研究小組針對Cfr蛋白的甲基化功能進(jìn)行了研究。所謂甲基化是指通過(guò)特異的甲基轉移酶催化作用，在某些蛋白質(zhì)或核酸的特殊位點(diǎn)添加一種分子標記（甲基基團）的化學(xué)修飾過(guò)程。
在細菌中核糖體是合成生存必需的蛋白質(zhì)的重要大分子細胞器。多種抗生素都是通過(guò)結合到核糖體上，破壞其正常功能從而殺死細菌的。研究人員發(fā)現RlmN蛋白的甲基化作用可促使細菌核糖體發(fā)揮正常的功能。同時(shí)他們還證實(shí)Cfr蛋白具有與RlmN相同的功能，但兩種蛋白在核苷酸上添加甲基基團的位置卻完全不同。甲基化修飾阻斷了抗生素與核糖體的結合，破壞了抗生素對核糖體的效應?！癛lmN 和Cfr添加甲基基團的位點(diǎn)與常規的位點(diǎn)在化學(xué)上存在明顯的差別，這些位點(diǎn)用常規的化學(xué)方法通常無(wú)法進(jìn)行甲基化修飾，”Booker說(shuō)：“我們對新發(fā)現感到非常的興奮，因為它代表了甲基化作用的一種全新化學(xué)機制。由此我們現在能清楚地了解某些細菌進(jìn)化形成抗生素耐受的相關(guān)機制?！?/DIV>
Booker表示下一階段他們將利用這一新發(fā)現設計出可與經(jīng)典抗生素結合作用的化合物?！艾F在我們了解了一些細菌耐受幾種抗生素的特殊機制，我們開(kāi)始思考如何可以破壞這一過(guò)程從而確?？股卣０l(fā)揮作用，”Booker說(shuō)。（來(lái)源：生物通 何嬙）
