治疗细菌感染新方法:利用金属络合物治疗铜绿假单胞菌感染

摘 要:

铜绿假单胞菌是一种常见的条件致病菌,广泛存在于环境中。由于铜绿假单胞菌具有多重耐药性,因此要完全杀灭他们非常困难。最新研究发现,利用人工金属蛋白,能竞争性结合HasA蛋白,从而阻断了血红素及铁离子的获取,进而抑制铜绿假单胞菌的生长,这为人类治疗病原菌感染提供了新的思路。

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铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa,也称绿脓杆菌)广泛存在于环境中,尤其是在医院环境中。铜绿假单胞菌是一种常见的条件致病菌,在通常情况下,铜绿假单胞菌并不引起人感染发病,但是免疫力低下的患者感染发病的发险较大。由于铜绿假单胞菌具有多重耐药性,因此要完全杀灭他们非常困难。

日本的科学家发现,利用人工金属蛋白(metalloprotein,即含有金属的蛋白质,由蛋白质和金属离子结合形成)可以抑制铜绿假单胞菌的生长。金属蛋白对铜绿假单胞菌的抑制是通过剥夺细菌的铁离子而实现的,这项研究为人类治疗病原菌感染提供了新的思路。

与人类一样,细菌也需要血红素铁(heme iron)才能够在宿主体内存活,铜绿假单胞菌通过分泌HasA蛋白质从宿主获取血红素铁。血红素结合蛋白HasA通过铜绿假单胞菌表面的受体蛋白来转运血红素。

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对结合了血红素的HasA蛋白晶体结构深入研究后,发现HasA和金属配合物(metal complexes)结合后形成的复合物结构与和血红素的复合物结构相似。科学家们试图合成金属配合物来模拟血红素与HasA蛋白结合,结果发现,其中一个金属配合物成功的抑制了铜绿假单胞菌的生长。

科学家们花了大约四年时间,发现一种用于日本子弹头列车和路标上的蓝色染料——酞菁(phthalocyanine),能竞争性结合HasA蛋白。晶体结构研究表明,结合了酞菁的HasA蛋白阻断了蛋白与细菌表面受体的结合,从而阻断了血红素及铁离子的获取,进而抑制了细菌的生长。

参考文献:

Shirataki C, Shoji O, Terada M, et al. Inhibition of Heme Uptake in Pseudomonas aeruginosa by its Hemophore (HasAp) Bound to Synthetic Metal Complexes. Angewandte Chemie International Edition, 2014; DOI: 10.1002/anie.201307889

    日期:2014年03月20日  分类:病原菌
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  1. avatar scjliu

    这是一种治疗耐药菌感染的新思路,值得探索。

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