馬薩諸塞州劍橋——麻省理工學(xué)院的化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，可以將有毒分子從細(xì)菌細(xì)胞中泵出。在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的與這種蛋白質(zhì)相似的蛋白質(zhì)被認(rèn)為有助于細(xì)菌對(duì)多種抗生素產(chǎn)生抗藥性。
使用核磁共振 (NMR) 光譜，研究人員能夠確定這種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)如何隨著藥物樣分子的移動(dòng)而發(fā)生變化。麻省理工學(xué)院化學(xué)教授梅紅說，對(duì)這種詳細(xì)結(jié)構(gòu)的了解可能使設(shè)計(jì)能夠阻斷這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白并幫助耐藥細(xì)菌對(duì)現(xiàn)有抗生素重新敏感的藥物成為可能。
“了解這種蛋白質(zhì)的藥物結(jié)合口袋的結(jié)構(gòu)，人們可能會(huì)嘗試設(shè)計(jì)這些底物的競(jìng)爭(zhēng)者，這樣你就可以阻斷結(jié)合位點(diǎn)并阻止蛋白質(zhì)從細(xì)胞中去除抗生素，”Hong 說，他是論文的高級(jí)作者。
麻省理工學(xué)院研究生 Alexander Shcherbakov 是該研究的主要作者，該研究今天發(fā)表在Nature Communications上。該研究團(tuán)隊(duì)還包括麻省理工學(xué)院研究生 Aurelio Dregni 和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的兩名研究人員：研究生 Peyton Spreacker 和生物化學(xué)教授 Katherine Henzler-Wildman。
耐藥轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
通過細(xì)胞膜將藥物泵出是細(xì)菌可以用來逃避抗生素的眾多策略之一。幾年來，威斯康星大學(xué)的 Henzler-Wildman 小組一直在研究一種稱為 EmrE 的膜結(jié)合蛋白，它可以運(yùn)輸許多不同的有毒分子，包括除草劑和抗菌化合物。
EmrE 屬于稱為小型多藥耐藥 (SMR) 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的蛋白質(zhì)家族。盡管 EmrE 不直接參與抗生素耐藥性，但已發(fā)現(xiàn)該家族的其他成員存在于結(jié)核分枝桿菌和鮑曼不動(dòng)桿菌的耐藥形式中。
“SMR 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在蛋白質(zhì)的關(guān)鍵區(qū)域具有高度的序列保守性。EmrE 是迄今為止在體外和體內(nèi)研究最多的家族成員，這使其成為研究支持 SMR 活性的結(jié)構(gòu)的理想模型系統(tǒng)，”Henzler-Wildman 說。
幾年前，Hong 的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種技術(shù)，允許研究人員使用 NMR 測(cè)量蛋白質(zhì)中氟探針和氫原子之間的距離。這使得確定蛋白質(zhì)與含氟分子結(jié)合時(shí)的結(jié)構(gòu)成為可能。
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