包括青霉素在內(nèi)的β-內(nèi)酰胺類抗生素是世界上應(yīng)用最廣泛的一類抗生素。雖然他們自20世紀(jì)40年代以來(lái)一直在使用，但科學(xué)家們?nèi)匀徊煌耆私猱?dāng)這類藥物遇到細(xì)菌時(shí)會(huì)發(fā)生什么?，F(xiàn)在，圣母大學(xué)的研究人員已經(jīng)闡明了一種酶是如何幫助細(xì)菌免受抗生素的傷害，這種抗生素效力不夠強(qiáng)大，不足以立即殺死接觸到的細(xì)菌。

該研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上，重點(diǎn)介紹了一種革蘭氏陰性菌銅綠假單胞菌（它是導(dǎo)致肺炎和敗血癥的病原體）中的一種酶。這種酶稱為裂解轉(zhuǎn)糖基酶Slt（lytic transglycosylase Slt），能迅速嘗試修復(fù)生物體的細(xì)胞壁，從而使細(xì)菌能夠存活并進(jìn)行感染?！斑@是一種生存策略，”該研究的主要作者，圣母大學(xué)生命科學(xué)系教授ShahriarMobashery表示，“細(xì)胞壁是包裹整個(gè)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)實(shí)體，它的健康對(duì)于細(xì)菌的存活至關(guān)重要，如果藥物造成細(xì)胞壁的損傷，細(xì)菌就無(wú)法應(yīng)付，從而死亡?！?/span>

銅綠假單胞菌是疾病控制和預(yù)防中心最近報(bào)道中強(qiáng)調(diào)的“噩夢(mèng)細(xì)菌”之一。該報(bào)告指出，2017年僅在這個(gè)“噩夢(mèng)細(xì)菌”中，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試發(fā)現(xiàn)的異常阻力超過(guò)200次。

銅綠假單胞菌的細(xì)胞壁由交叉連接在一起的長(zhǎng)而相鄰的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。存在β-內(nèi)酰胺抗生素的情況下，交聯(lián)不會(huì)形成。然而，未交聯(lián)聚合物的長(zhǎng)鏈仍然存在，這表明細(xì)胞壁被破壞了。這也是Slt酶進(jìn)入的地方。酶識(shí)別損傷并切斷未交聯(lián)聚合物的長(zhǎng)鏈，然后生物體重建細(xì)胞壁。

“這就好比你開(kāi)車回家并進(jìn)入擋泥板彎，當(dāng)你回家的時(shí)候，你的車已經(jīng)修好了，”Mobashery說(shuō)。

一段時(shí)間的研究后，科學(xué)家已經(jīng)知道這兩種酶的家族。Mobashery的團(tuán)隊(duì)合成了細(xì)胞壁碎片，并用Slt酶進(jìn)行研究以確定酶如何降解它。他們將純化的Slt酶和細(xì)胞壁樣本送到西班牙國(guó)家研究委員會(huì)的合作者手里，以確定其結(jié)構(gòu)。

Mobashery已經(jīng)研究了30年的抗生素耐藥性。他說(shuō)自20世紀(jì)60年代以來(lái)一直研究青霉素結(jié)合蛋白，并從20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究裂解轉(zhuǎn)糖基酶。但它們?nèi)绾尉墼谝黄鸬膯?wèn)題是新的。由于有抗生素抗性，這種細(xì)菌已成為治療最難的細(xì)菌病原體之一。

國(guó)立衛(wèi)生研究院和西班牙經(jīng)濟(jì)與競(jìng)爭(zhēng)力部資助了這項(xiàng)研究。