湖北日報訊 湖北日報訊（記者文俊、通訊員羅芳、王以豪）由于抗生素濫用，近年來頻現(xiàn)的超級細菌正嚴重威脅著人類的生命健康。中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所姜凌研究員指導(dǎo)的研究團隊成功捕獲磷酸傳遞過程中的蛋白質(zhì)瞬態(tài)復(fù)合物，發(fā)現(xiàn)并提出HisKA家族組氨酸激酶行使磷酸酶活性的酶促反應(yīng)機理。根據(jù)這一特點設(shè)計藥物，可只殺死細菌而對人體無害。
    20世紀40年代初，青霉素問世，標志著抗生素時代的到來。其后，雨后春筍般涌現(xiàn)的抗生素幫助人類對付細菌感染性疾病。人們享受抗生素帶來的人口平均壽命增長、病人存活率上升等種種好處，同時面臨細菌耐藥這個全球性醫(yī)療難題。普通細菌作為一種生物體，本身具有抵抗藥物的能力，這種“耐藥”的本能由抗生素激發(fā)，也在人類濫用抗生素的情況下不斷加強，最終變異產(chǎn)生“超級細菌”。近10多年來，“超級細菌”名單越來越長，對公共衛(wèi)生形成重大威脅。在后抗生素時代，即使是普通感染和輕傷也有可能致命。
    雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)是細菌體內(nèi)最重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，調(diào)控著細菌的大部分生命活動，細菌的雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)作為潛在的新型抗菌藥物靶標，一直是國際研究的熱點。雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)由組氨酸激酶和反應(yīng)調(diào)節(jié)蛋白組成。如同接力賽中，隊員之間傳遞接力棒般，它們之間通過磷酸基團的傳遞實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，磷酸化后的應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白則可以調(diào)控一些特殊基因的表達。組氨酸激酶蛋白是細菌的感應(yīng)器，通過感知不同的環(huán)境條件從而做出相應(yīng)的響應(yīng)。
    姜凌課題組通過與美國杜克大學(xué)及武漢病毒所的研究人員合作，成功捕獲磷酸傳遞過程中的蛋白質(zhì)瞬態(tài)復(fù)合物。研究人員發(fā)現(xiàn)雙功能蛋白HK853酶活受pH調(diào)控，酸性環(huán)境下HK853會發(fā)生構(gòu)象變化，使磷酸酶活性降低；研究人員進一步通過沙門氏菌的相關(guān)實驗，發(fā)現(xiàn)pH變化調(diào)控毒力因子的表達，進而影響了細菌侵染能力，從而提出HisKA家族組氨酸激酶行使磷酸酶活性的酶促反應(yīng)機理。HisKA家族為組氨酸激酶某一個蛋白家族名稱。
    研究人員介紹，雙組分信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)目前只在細菌、古生菌和植物中有發(fā)現(xiàn)，而在人類和其他哺乳動物體內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一特點設(shè)計藥物，可將雙組分轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)作為藥物靶標，只殺死細菌而對人體無害。該研究結(jié)果對了解細菌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制、耐酸性致病菌如沙門氏菌的毒力分泌機制以及新型抗菌藥物的研發(fā)均具有重要參考價值和指導(dǎo)意義。
    該研究獲得了中國科技部、國家自然科學(xué)基金和美國國立醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的基金資助。