研究表明在试管内有可能制造出更好的抗生素

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研究表明在试管内有可能制造出更好的抗生素  
(2006-03-29)

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    乳酸链球菌肽是一种天然的抗菌物质，其用于储存食物的历史已经有40多年，美国科学家首次在天然条件下从试管内生产出了乳酸链球菌肽，并且鉴定了制造乳酸链球菌肽的酶的结构，还获得了这种酶独特的生物活性。这项研究结果发表在3月份的第10期《Science》杂志上。研究结果强调了乳酸链球菌肽是在天然状态下生产出来的，这将有利于新型抗生素的制造。


    乳酸链球菌肽是由34个氨基酸组成的肽，其中大部分氨基酸是羊毛硫氨酸、甲基羊毛硫氨酸、脱氢丙氨酸、脱氧氨基丁酸。其中脱氧氨基丁酸是转录后蛋白质修饰所形成的。乳酸链球菌肽主要抵抗革兰氏阳性菌和食源性病原体，其中包括肉毒杆菌毒和李斯特菌。乳酸链球菌肽抵抗这些细菌的机制是它能够使细菌的细胞膜上形成小孔使细菌胞浆外泄从而杀灭细胞，并且乳酸链球菌肽还有阻断致病菌致病关键分子的作用。


    研究人员用简单的方法通过一种环化酶-NisC就在试管内合成了乳酸链球菌肽，而以往生产乳酸链球菌肽的整个过程是在牛奶中常见细菌-Lactococcus  lactis内完成。另外，研究人员除了发现NisC蛋白能够高效催化乳酸链球菌肽的生产外，更为重要的是发现NisC蛋白能够催化乳酸链球菌肽5个硫醚环的形成，而这种结构对乳酸链球菌肽的生物活性至关重要。通常硫醚环由4至7个氨基酸构成，并且在特定的位点有抗酶解活性，这些结构决定了乳酸链球菌肽的抗菌特性。乳酸链球菌肽是硫醚抗生素家族众多种类中的一种，硫醚抗生素家族有可能成为新型药物。如果开发硫醚抗生素成为药物，其中关键部分是要弄清其生物合成过程中的酶。


    研究还表明NisC的结构与哺乳动物细胞的法尼基转移酶在结构上十分相似。法尼基转移酶对致瘤蛋白-Ras的活性起着重要作用。法尼基蛋白转移酶可以催化Ras蛋白末端的半胱氨酸残基的法尼基化，这种蛋白质修饰作用对于Ras蛋白与细胞膜连接及细胞转化是必需的，由此可以导致疾病的发生。研究表明，Ras蛋白在25%乳腺癌患者中发生了突变。因此，阻止Ras蛋白法尼基化有可能防止乳腺癌的发生。所以弄清NisC的结构及其催化5个硫醚环形成的机制将有重要意义。