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解碼轉醣(酉每) 終結抗藥細菌有望

中央社/ 2012.04.23 00:00
(中央社記者林思宇台北23日電)中研院研究團隊利用X光繞射方法,完全解構出金黃色葡萄球菌細胞壁上「轉醣(酉每)」和其受質的複合結構,創造世界第1,樂觀來看,未來可發展新型抗生素,解決細菌的抗藥性問題。

在台灣抗生素取得很容易,對萬古黴素、盤尼西林等抗生素都不陌生,而現在所使用的抗生素大概已有50年歷史,產生越來越多的抗藥性問題,不少病人治療不易,不是因為原本疾病,而是被細菌感染。

要製造出有效的抗生素對抗細菌,一定要先了解酵素的結構。

絕大多數的細菌都有細胞壁,是保護細菌的屏障,如果沒有細胞壁,細菌就無法繼續生存,而要形成細胞壁,需要酵素幫忙。

細菌的細胞壁上的「(月太)聚醣」(peptidoglycan),也就是細菌用來保護自己的天然屏障,(月太)聚醣是由細菌表面的「轉(月生)(月太)(酉每)」(transpeptidase)與「轉醣(酉每)」(transglycosylase)所合成;以往抗生素是針對「轉(月生)(月太)(酉每)」作用,對抗「轉(月生)(月太)(酉每)」,同時也抑制細菌的生長。

不幸的是,細菌也很聰明,逐漸對藥物產生抗藥性。科學家就把目標移到「轉醣(酉每)」身上,包括美國、加拿大等國家都在研究,但是「轉醣(酉每)」取得不易,並沒有重大突破。

早在10幾年前,中央研究院長翁啟惠就看到「轉醣(酉每)」的未來前景。目前和中研院基因體研究中心副研究員馬徹合作,希望能夠解構「轉醣(酉每)」,突破現有抗藥性的困境。

中研院研究團隊以金黃色葡萄球菌的「轉醣(酉每)」與其受質類似物(lipid II analog)為研究的對象,利用X光繞射的方法,解析構築出「轉醣(酉每)」與其受質(lipid II analog)的複合結構。

研究團隊提出高解析度的「轉醣(酉每)」與其受質(lipid II analog)結構模型,清楚解釋「轉醣(酉每)」如何使用其受質(lipid II),並且將其聚合成較大的受質分子(lipid IV)。

在轉醣(酉每)與其受質(lipid II analog)的結構模型中,研究團隊利用原子等級的結構解析度,呈現金黃色葡萄球菌細胞壁合成「(月太)聚醣」有關受質聚合反應的關鍵步驟。

翁啟惠說,研究團隊第1個解出「轉醣(酉每)」機制,了解結構之後,可以依此去找新的藥物,找到最佳的藥物分子結構,往後可以去設計新一代抗生素,解決細菌抗藥性問題。

面對大家最害怕的超級細菌,馬徹表示,如果利用抑制轉醣(酉每)的物質,進一步抑制細菌的生長,理論上是可以對付超級細菌的。

然而,這項研究成果,雖然可提供新型抗生素設計依據,但新藥何時研發出來,則沒有人知曉。1010423

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