研究人員發(fā)現阻礙細菌生長的新毒素

一項國際研究合作發(fā)現了一種新的殺細菌毒素，這種毒素有望影響超級細菌感染性疾病。

今天，在《自然》雜志上發(fā)表了這種抑制生長的毒素的發(fā)現，細菌將這種毒素注入到競爭細菌中以獲得競爭優(yōu)勢。

該發(fā)現是麥克馬斯特大學生物化學與生物醫(yī)學系助理教授約翰·惠特尼和麻省理工學院生物學教授邁克·勞布共同研究的結果。

惠特尼和他的博士 McMaster的Michael G. DeGroote傳染病研究所的學生Shehryar Ahmad正在研究細菌在遇到新毒素時如何分泌抗菌分子。這種毒素是一種抗菌酶，研究人員以前從未見過這種酶。

在確定了這種毒素的分子結構之后，惠特尼和艾哈邁德意識到，它類似于合成眾所周知的稱為(p)ppGpp的細菌信號分子的酶。該分子通?？梢詭椭毦趬毫l件下生存，例如接觸抗生素。

艾哈邁德說：“這種毒素的3-D結構起初令人困惑，因為沒有已知的毒素看起來像制造(p)ppGpp的酶，而(p)ppGpp本身不是毒素。”

McMaster團隊懷疑該毒素可能通過過量產生有害數量的(p)ppGpp殺死細菌，因此與美國霍華德·休斯醫(yī)學研究所的研究員Laub分享了他們的發(fā)現。

Laub實驗室的博士后研究員Boyuan Wang專攻(p)ppGpp信號傳導，研究了新發(fā)現的酶的活性。他很快意識到，這種酶不是產生(p)ppGpp，而是產生了一個被人們理解卻不多的相關分子，稱為(p)ppApp。不知何故，(p)ppApp的產生對細菌有害。

研究人員確定，這種酶毒素的快速生成(p)ppApp消耗了細胞中稱為ATP的分子。ATP通常被稱為“細胞的能量貨幣”，因此當ATP的能量耗盡時，必不可少的細胞過程就會受到損害，細菌會死亡。

惠特尼說：“我發(fā)現，進化本質上使酶“重新利用”了一種酶，這種酶通?？梢詭椭毦诳股刂委熀笮掖妫喾?，它已被部署為抗菌武器。

在麥克馬斯特大學進行的研究由加拿大健康研究所資助，并隸屬于麥克馬斯特大學的CIHR感染與免疫研究所(CIHR-III)，并獲得了戴維·布雷利抗生素發(fā)現中心的額外資助。麻省理工學院的研究得到了霍華德·休斯醫(yī)學研究所和美國國立衛(wèi)生研究院的支持。

“這是一個重要的發(fā)現，對開發(fā)替代抗生素具有潛在的潛在意義，這是抗微生物耐藥性的全球優(yōu)先事項。令人振奮的是，看到像惠特尼博士這樣的加拿大年輕研究人員正在蓬勃發(fā)展并成為該領域的領導者，”他說。 Charu Kaushic是CIHR-III的科學總監(jiān)，也是McMaster的病理學和分子醫(yī)學教授。