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解码转糖酶 终结抗药细菌有望

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【大纪元4月23日报导】(中央社记者林思宇台北23日电)中研院研究团队利用X光绕射方法,完全解构出金黄色葡萄球菌细胞壁上“转糖酶”和其受质的复合结构,创造世界第1,乐观来看,未来可发展新型抗生素,解决细菌的抗药性问题。

在台湾抗生素取得很容易,对万古霉素、盘尼西林等抗生素都不陌生,而现在所使用的抗生素大概已有50年历史,产生越来越多的抗药性问题,不少病人治疗不易,不是因为原本疾病,而是被细菌感染。

要制造出有效的抗生素对抗细菌,一定要先了解酵素的结构。

绝大多数的细菌都有细胞壁,是保护细菌的屏障,如果没有细胞壁,细菌就无法继续生存,而要形成细胞壁,需要酵素帮忙。

细菌的细胞壁上的“(月太)聚糖”(peptidoglycan),也就是细菌用来保护自己的天然屏障,(月太)聚糖是由细菌表面的“转(月生)(月太)酶”(transpeptidase)与“转糖酶”(transglycosylase)所合成;以往抗生素是针对“转(月生)(月太)酶”作用,对抗“转(月生)(月太)酶”,同时也抑制细菌的生长。

不幸的是,细菌也很聪明,逐渐对药物产生抗药性。科学家就把目标移到“转糖酶”身上,包括美国、加拿大等国家都在研究,但是“转糖酶”取得不易,并没有重大突破。

早在10几年前,中央研究院长翁启惠就看到“转糖酶”的未来前景。目前和中研院基因体研究中心副研究员马彻合作,希望能够解构“转糖酶”,突破现有抗药性的困境。

中研院研究团队以金黄色葡萄球菌的“转糖酶”与其受质类似物(lipid II analog)为研究的对象,利用X光绕射的方法,解析构筑出“转糖酶”与其受质(lipid II analog)的复合结构。

研究团队提出高解析度的“转糖酶”与其受质(lipid II analog)结构模型,清楚解释“转糖酶”如何使用其受质(lipid II),并且将其聚合成较大的受质分子(lipid IV)。

在转糖酶与其受质(lipid II analog)的结构模型中,研究团队利用原子等级的结构解析度,呈现金黄色葡萄球菌细胞壁合成“(月太)聚糖”有关受质聚合反应的关键步骤。

翁启惠说,研究团队第1个解出“转糖酶”机制,了解结构之后,可以依此去找新的药物,找到最佳的药物分子结构,往后可以去设计新一代抗生素,解决细菌抗药性问题。

面对大家最害怕的超级细菌,马彻表示,如果利用抑制转糖酶的物质,进一步抑制细菌的生长,理论上是可以对付超级细菌的。

然而,这项研究成果,虽然可提供新型抗生素设计依据,但新药何时研发出来,则没有人知晓。

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