Science:分枝杆菌能量代谢奥秘被揭示

2018-11-03 绿谷生物 健康报
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记者李哲 通讯员吴军辉近日从南开大学获悉,中国科学院院士饶子和团队联合国内外多家科研机构,破解结核分枝杆菌能量代谢奥秘,为抗击耐药结核新药研发奠定重要基础的成果论文,以研究长文的形式在线发表于国际顶级学术期刊《科学》上。

结核病的致病菌结核分枝杆菌近年来表现出日渐严重的耐药性,耐多药结核和极端耐药结核已成为威胁人类健康的重大挑战。切断致病菌的能量补给线路,使其“饥饿致死”,成为一种应对耐药结核的新思路。

饶子和团队基于分枝杆菌能量代谢系统呼吸链超级复合物的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了生命体内一种新的醌氧化与氧还原相偶联的电子传递机制。同时,首次通过结构生物学的研究,发现超氧化物歧化酶(SOD)直接参与呼吸链系统氧化还原酶超级复合物的组装,并协同工作的现象。呼吸链超级复合物的阻断则是研发药物抑制其扩增、侵染的重要策略。“超级复合物对于结核分枝杆菌所属放线菌门下的多种致病菌的能量供应十分重要。”饶子和说,“团队研究的这个复合物是个炙手可热的药物靶标,当前正处于临床II期的药物分子Telacebec(Q203)正是通过抑制该复合物天然底物的结合,阻断结核杆菌有氧呼吸途径,进而发挥药理作用的”。这项研究对于进一步优化药物,开发类似或更为有效的新药将起到巨大推动作用。

“研究首次以结构生物学的视角,证实了SOD在分枝杆菌细胞周质内与呼吸链复合物间存在直接相互作用,并具有清除潜在自由基、协同氧化还原反应的作用。”研究团队主要成员介绍,更为重要的是这个发现提示这可能是结核分枝杆菌为代表的放线菌在宿主巨噬细胞内抵抗宿主免疫反应的一种重要机制。这为进一步认识结核分枝杆菌与宿主的相互作用带来了新的启示。