JACS：發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌一個(gè)以前未知的弱點(diǎn)

2016-03-24 來源：健客網(wǎng)社區(qū) 標(biāo)簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護(hù)膚

摘要：細(xì)菌將質(zhì)子泵進(jìn)和泵出它們的細(xì)胞，以保持內(nèi)外pH值有一個(gè)精細(xì)調(diào)節(jié)的失衡。這種不平衡，或梯度，是在微生物ATP生產(chǎn)的有力來源，非常像水壓的差異是水力發(fā)電機(jī)的能量來源。

　　耐藥菌正迅速成為21世紀(jì)的一個(gè)大問題?，F(xiàn)在，哥本哈根大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌一個(gè)以前未知的弱點(diǎn)——一個(gè)“致命弱點(diǎn)”。他們的這一發(fā)現(xiàn)——細(xì)菌能量代謝的一個(gè)關(guān)鍵步驟，可能是開發(fā)一種全新形式抗生素的第一步。

　　哥本哈根大學(xué)化學(xué)系和納米科學(xué)中心副教授Nikoshatzakis，連同英國利茲大學(xué)的副教授LarsJeuken等人一起，將這項(xiàng)研究結(jié)果以“SingleEnzymeExperimentsRevealaLong-LifetimeProtonLeakStateinaHeme-CopperOxidase”為題，發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《JournaloftheAmericanChemicalSociety》（JACS）。

　　細(xì)菌將質(zhì)子泵進(jìn)和泵出它們的細(xì)胞，以保持內(nèi)外pH值有一個(gè)精細(xì)調(diào)節(jié)的失衡。這種不平衡，或梯度，是在微生物ATP生產(chǎn)的有力來源，非常像水壓的差異是水力發(fā)電機(jī)的能量來源。反過來，ATP給在細(xì)菌中的大部分生物過程提供能量，因此，如果能夠操縱這個(gè)pH值失衡，就可能是抑制細(xì)菌的一種強(qiáng)大的方法。

　　經(jīng)過仔細(xì)研究，研究小組發(fā)現(xiàn)了通過操縱質(zhì)子泵控制pH平衡的一種方法。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)菌在內(nèi)部變得危險(xiǎn)發(fā)酵的時(shí)候，質(zhì)子泵可能會泄漏。NikosHatzakis說，換句話說，當(dāng)內(nèi)外失衡變得太大時(shí)，它就會泄漏。

　　NikosHatzakis指出：“我認(rèn)為，泄漏的機(jī)理是細(xì)菌的一個(gè)安全閥。如果我們能設(shè)計(jì)一種藥物，靶定質(zhì)子泵中的這種安全閥，這實(shí)際上將是一種非常強(qiáng)大的抗生素，所以，泄漏狀態(tài)是一個(gè)嚴(yán)重的弱點(diǎn)：一個(gè)致命的弱點(diǎn)。”

　　質(zhì)子泵本身就是一種酶，只有5納米跨度。它坐落在細(xì)菌表面，或膜上。測量泄漏并不是件容易的事。SuneJorgensen在丹麥完成了大部分工作，他解釋說，為了看到它，該研究團(tuán)隊(duì)“如外科手術(shù)般的”將泵從細(xì)菌細(xì)胞膜上移除，并將其放置在顯微鏡載玻片上，但是僅僅觀察是不夠的。

　　Sune說：“我們希望能夠控制這個(gè)泵：打開和關(guān)閉它。為此，我們構(gòu)建了一個(gè)微小的電極。我們給顯微鏡載玻片涂上了30納米的黃金層。這很薄，足以看透，但卻導(dǎo)電，所以它可讓我們用一股電流打開和關(guān)閉這個(gè)泵。”

　　據(jù)Hatzakis介紹，細(xì)菌安全閥的這一發(fā)現(xiàn)，與經(jīng)典的生物學(xué)觀點(diǎn)不一致，后者認(rèn)為，酶和蛋白質(zhì)是可被激活或去激活的。為了找到一個(gè)正在運(yùn)行、但工作表現(xiàn)不佳的蛋白，我們有了一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)。

　　Hatzakis繼續(xù)說：“這個(gè)結(jié)果顯然是有趣的，因?yàn)槠湓诳股匮芯恐械目赡軕?yīng)用，而且它也回答了有關(guān)‘酶是如何工作的’的一個(gè)基本問題。”

　　“破譯這種行為，需將結(jié)合化學(xué)、生物學(xué)和納米技術(shù)的見解獨(dú)特地結(jié)合起來。以前沒有人發(fā)現(xiàn)過一個(gè)起作用的泵，但我們設(shè)法一次看到了一個(gè)或極少數(shù)。這是很酷的。”

　　Hatzakis說：“像科學(xué)上的許多好的答案一樣，這也提出了新的問題，并為它的應(yīng)用鋪平了道路。我們或許可以設(shè)計(jì)某種藥物，利用細(xì)菌的弱點(diǎn)，用哥本哈根大學(xué)化學(xué)系、納米科學(xué)中心的單分子技術(shù)，回答接下來的問題。”