解碼轉醣? 終結抗藥細菌有望
2012-04-23
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中研院研究團隊利用X光繞射方法，完全解構出金黃色葡萄球菌細胞壁上「轉醣?」和其受質的複合結構，創造世
中研院研究團隊利用X光繞射方法，完全解構出金黃色葡萄球菌細胞壁上「轉醣?」和其受質的複合結構，創造世界第1，樂觀來看，未來可發展新型抗生素，解決細菌的抗藥性問題。
在台灣抗生素取得很容易，對萬古黴素、盤尼西林等抗生素都不陌生，而現在所使用的抗生素大概已有50年歷史，產生越來越多的抗藥性問題，不少病人治療不易，不是因為原本疾病，而是被細菌感染。
要製造出有效的抗生素對抗細菌，一定要先了解酵素的結構。
絕大多數的細菌都有細胞壁，是保護細菌的屏障，如果沒有細胞壁，細菌就無法繼續生存，而要形成細胞壁，需要酵素幫忙。
細菌的細胞壁上的「?聚醣」（peptidoglycan），也就是細菌用來保護自己的天然屏障，?聚醣是由細菌表面的「轉胜??」（transpeptidase）與「轉醣?」（transglycosylase）所合成；以往抗生素是針對「轉胜??」作用，對抗「轉胜??」，同時也抑制細菌的生長。
不幸的是，細菌也很聰明，逐漸對藥物產生抗藥性。科學家就把目標移到「轉醣?」身上，包括美國、加拿大等國家都在研究，但是「轉醣?」取得不易，並沒有重大突破。
早在10幾年前，中央研究院長翁啟惠就看到「轉醣?」的未來前景。目前和中研院基因體研究中心副研究員馬徹合作，希望能夠解構「轉醣?」，突破現有抗藥性的困境。
中研院研究團隊以金黃色葡萄球菌的「轉醣?」與其受質類似物（lipid II analog）為研究的對象，利用X光繞射的方法，解析構築出「轉醣?」與其受質（lipid II analog）的複合結構。
研究團隊提出高解析度的「轉醣?」與其受質（lipid II analog）結構模型，清楚解釋「轉醣?」如何使用其受質（lipid II），並且將其聚合成較大的受質分子（lipid IV）。
在轉醣?與其受質（lipid II analog）的結構模型中，研究團隊利用原子等級的結構解析度，呈現金黃色葡萄球菌細胞壁合成「?聚醣」有關受質聚合反應的關鍵步驟。
翁啟惠說，研究團隊第1個解出「轉醣?」機制，了解結構之後，可以依此去找新的藥物，找到最佳的藥物分子結構，往後可以去設計新一代抗生素，解決細菌抗藥性問題。
面對大家最害怕的超級細菌，馬徹表示，如果利用抑制轉醣?的物質，進一步抑制細菌的生長，理論上是可以對付超級細菌的。
然而，這項研究成果，雖然可提供新型抗生素設計依據，但新藥何時研發出來，則沒有人知曉。
【中央社】
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