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JACS:發(fā)現(xiàn)了細菌一個以前未知的弱點

2016-03-24 來源:健客網(wǎng)社區(qū)  標簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:細菌將質(zhì)子泵進和泵出它們的細胞,以保持內(nèi)外pH值有一個精細調(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)電機的能量來源。

  耐藥菌正迅速成為21世紀的一個大問題?,F(xiàn)在,哥本哈根大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了細菌一個以前未知的弱點——一個“致命弱點”。他們的這一發(fā)現(xiàn)——細菌能量代謝的一個關(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)。

  細菌將質(zhì)子泵進和泵出它們的細胞,以保持內(nèi)外pH值有一個精細調(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)電機的能量來源。反過來,ATP給在細菌中的大部分生物過程提供能量,因此,如果能夠操縱這個pH值失衡,就可能是抑制細菌的一種強大的方法。

  經(jīng)過仔細研究,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),當細菌在內(nèi)部變得危險發(fā)酵的時候,質(zhì)子泵可能會泄漏。NikosHatzakis說,換句話說,當內(nèi)外失衡變得太大時,它就會泄漏。

  NikosHatzakis指出:“我認為,泄漏的機理是細菌的一個安全閥。如果我們能設(shè)計一種藥物,靶定質(zhì)子泵中的這種安全閥,這實際上將是一種非常強大的抗生素,所以,泄漏狀態(tài)是一個嚴重的弱點:一個致命的弱點。”

  質(zhì)子泵本身就是一種酶,只有5納米跨度。它坐落在細菌表面,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,該研究團隊“如外科手術(shù)般的”將泵從細菌細胞膜上移除,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泵:打開和關(guān)閉它。為此,我們構(gòu)建了一個微小的電極。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)閉這個泵。”

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

  Hatzakis繼續(xù)說:“這個結(jié)果顯然是有趣的,因為其在抗生素研究中的可能應(yīng)用,而且它也回答了有關(guān)‘酶是如何工作的’的一個基本問題。”

  “破譯這種行為,需將結(jié)合化學(xué)、生物學(xué)和納米技術(shù)的見解獨特地結(jié)合起來。以前沒有人發(fā)現(xiàn)過一個起作用的泵,但我們設(shè)法一次看到了一個或極少數(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)計某種藥物,利用細菌的弱點,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。”

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