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可能成为新的抗生素细菌酶目标

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科学家发现一种酶的结构,在人体肠道中发现,能分解胶原蛋白的组成部分。

ag真人平台和哈佛大学的化学家们发现了一个不同寻常的细菌酶的结构可以打破这种氨基酸在胶原蛋白中发现,这是人体内最丰富的蛋白质。

的作用,故又称羟基L-脯氨酸脱氢酶(HYPD),过气的几百种细菌中发现生活在人类肠道也就是说,包括 clostridioides艰难。酶进行新的化学反应即擅自拆除羟基-L-脯氨酸,坚韧胶原分子,让其,三股螺旋结构。

研究人员现在知道了酶的结构,他们可以尝试抑制它那开发药物。这样的药物治疗可能是有用的 C。艰难 感染,这对许多抗生素耐药存在。

“因为这是非常令人兴奋的ESTA酶不存在人类,所以它可能是一个潜在的目标,”说 凯瑟琳卓尔,化学和生物学霍华德·休斯和医学研究所的研究员的ag真人平台教授。 “如果你可能抑制酶可能是一个独特的抗生素。”

卓尔和埃米莉·巴尔斯克斯,哈佛大学化学与化学生物学教授是这项研究的首席作者, 今天出现在杂志 网上生活。ag真人平台的研究生林赛巴克曼和前哈佛大学研究生尤兰达小黄是该研究的主要作者。

一个困难的反应

HYPD酶是一大家族蛋白质称为甘氨酰自由基的酶的一部分。这些酶在一个不寻常的方式工作,通过转换甘氨酸,最简单的氨基酸的分子,为自由基 - 的分子具有一个不成对电子也就是说。由于自由基是非常不稳定和无功,它们可以被用来作为他们的辅助因子,哪个分子是帮助推动了化学反应这将是困难的,否则执行。

这些酶的工作最好在没有大量氧气的环境中,作为人体肠道这样的。人类微生物组项目,该项目已测序的基因从数千种细菌在人体肠道中发现,你已经取得了不同类型的若干甘氨酰酶激进,包括HYPD。

在先前的研究中,balskus和研究人员在研究所宽ag真人平台和哈佛大学的发现HYPD可以分解羟基-1-脯氨酸成脯氨酸的前体,所必需的氨基酸中的一个,通过去除羟基改性为水分子。这些细菌可以最终使用来自脯氨酸产生ATP,使用细胞分子储存能量,通过这个过程被称为氨基酸发酵。

HYPD已-被发现的细菌种类的约360名生活在人体肠道也就是说,在此研究中,卓尔和她的同事们用X射线晶体学来分析发现HYPD的版本结构 C。艰难。在2011年,细菌的本种负责大约50万感染和美国29000人死亡。

是的研究人员能够确定的蛋白形式的酶的“活性部位,”这哪里是反应发生时区。 11羟基-L-脯氨酸结合于活性位点附近的一个分子形成的自由基的甘氨酰甘氨酸,可以通过在自由基即羟基-L-脯氨酸,导致消除羟基的。

除去羟基基团是困难的反应通常需要能量的大输入。

“通过转移到激进羟基L-脯氨酸,它降低了充满活力的障碍,并允许反应发生的非常迅速,”贝克曼说。 “没有其他已知的酶可以进行这种化学反应的。”

新的药物靶标

看来,11种菌进行该反应,脯氨酸他们转移到自己的代谢途径,帮助他们成长。因此,阻断酶ESTA可以减缓细菌的生长。这可能是控制优势 C。艰难,这往往是少量存在于人体肠道,但如果人口过于庞大,可能导致疾病。 ESTA抗生素治疗后,有时会发生,即删除其他物种和允许 C。艰难 增殖。

C。艰难 可以在你的直觉,而不会造成问题 - 这是当你有太多的它相比其他细菌它变得更加困难,“卓尔说。 “所以,这个概念是通过靶向ESTA即酶,你能限制的资源 C。艰难必然不会杀死它。“

研究人员现在希望开始设计候选药物抑制HYPD可能,通过靶向蛋白质结构中的元素,似乎是在执行其功能的最重要的。

这项研究是由卫生,国家科学基金会研究生研究奖学金,哈佛大学,惠普奖学金的国家研究院科学与工程,该NSERC研究生奖学金,博士课程,阿诺德Ø资助。贝克曼博士后奖学金,奖学金道指和吉列姆奖学金来自霍华德休斯医学研究所。