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英国达特茅斯大学的科学家通过新型研究策略——分子工程改造抗菌酶,开发出可以对抗普遍耐药金黄色葡萄球菌的候选药物。最近的文章发表在FEMS Microbiology Letters 杂志上,第三篇检测人类溶菌酶改造体抗菌活性的论文发表在ACS Chemical Biology杂志上。
研究人员Griswold 博士表示:“抗菌酶能够通过催化机制杀灭微生物,因此是一种前景广阔的,抗耐药微生物的候选药物。医院内葡萄球菌感染是一个日益严重的问题,目前已经引起了全球广泛关注,对付耐药均是一个亟待解决的问题。通过分子工程学技术,我们显著扩大了抗菌候选药物文库,并且提高了药效。”
Griswold 团队在研究金黄色葡萄球菌过程中发现,可以利用细菌自身合成和编辑细胞壁的分子机制来对付它本身。当细菌周围环境中出现基因工程改造后的酶时,该酶会攻击酶的来源菌株,该过程的关键一步就是通过生物信息学找到细菌的内源性自溶酶,其在细菌生理过程中具有十分重要的作用,比如细胞分裂;然后我们通过分子工程技术把该酶转换成强效抗菌药物。
另外,该研究团队还通过改造人类自身产生的溶菌酶这一策略,加强其抗菌活性,来开发候选抗菌药物。一些病原体为了保护自身免受人类溶菌酶破坏,已经进化出了可以特异性结合溶菌酶,并使其失活的蛋白质。Griswold 已经证明可以通过改变溶菌酶结构,来避免病原体抑制性蛋白质的结合。
目前抗菌药物研发领域主要被化学药物统治,Griswold 团队这样通过新型研究策略开发药物的机构的实力也在日益壮大,他们的研究策略是开发抗菌酶,而不是小分子化学治疗药物。抗菌酶的攻击目标是细菌进化过程中高度保守的组成部分,这样细菌进化出新型耐药基因型十分困难。
Griswold说:“如果能够把细菌的内源性自溶酶转换成抗菌酶,我们推测细菌几乎不能进化出耐药性,因为该酶在细菌的自然生长过程中具有极其重要的作用。”
Griswold团队还需解决一系列问题,发现更多的抗菌酶先导物,改造增加它们的活性,以及设计出可以更好避开病原体广谱抑制蛋白的抑制因子逃避溶菌酶。长远角度而言,他们希望可以与工业界合作加快候选药物的临床转化进程。