醫大學者為防治革蘭氏陽性菌感染提供新靶點


哈爾濱醫科大學留美學者朱輝教授參與完成的一項關于革蘭氏陽性菌血紅素鐵攝取機制的研究取得重要進展,研究結果近期先后發表在《生物化學雜志》、《BMC微生物學雜志》等國際著名雜志上。這項基礎性科研成果有望對預防和治療革蘭氏陽性菌的感染提供新思路。
鐵是大多數細菌生長及存活所必需的營養成分,但是游離態的鐵在生理狀態下溶解度極低,不能被細菌所利用,只有結合狀態的鐵才能被細菌所利用。在哺乳動物中,大部分的鐵是與血紅素結合在一起的。因此,血紅素中的鐵是傳染初期的優先鐵質來源,如果沒辦法獲得血紅素,細菌就無法在宿主體內生存。在細菌中,有一些與血紅素攝取和傳遞相關的基因群所編碼的蛋白質,它們會參與血紅素的攝取、傳遞,從而將細菌所需要的血紅素-鐵運送到細菌內,供細菌生長所用。如果阻斷這個傳遞途徑,細菌就較難存活,也就不能繼續傳染蔓延。
在美國蒙大拿州立大學研修深造期間,朱輝在Dr.Lei教授的指導下,與同事共同就兩種革蘭氏陽性菌(A組鏈球菌和金黃色葡萄球菌)對血紅素的攝取開展了一系列的實驗和觀察。
研究結果表明,對A組鏈球菌來說,血紅素攝取和傳遞相關的基因群所編碼的蛋白質是A組鏈球菌特異的鐵調節表面蛋白系統(Shr/Shp/HtsABC系統),傳遞途徑是Shr→Shp→HtsABC;對金黃色葡萄球菌來說,血紅素攝取和傳遞相關的基因群所編碼的蛋白質是金黃色葡萄球菌特異的鐵調節表面蛋白系統(Isd系統),傳遞途徑是IsdB→IsdA→IsdC→IsdE。雖然在不同的細菌中參與血紅素攝取、傳遞的蛋白質不同,但它們均有相似的傳遞方式,即由一種位于細菌細胞表面的血紅素攝取蛋白從宿主的血紅蛋白中攝取血紅素,再傳遞給其他血紅素攝取蛋白,最后通過特異的血紅素轉運體將血紅素傳遞至細菌細胞內,釋放出游離鐵供細菌利用,維持細菌的生長。
近年來,抗生素濫用的現象越來越嚴重,細菌耐藥問題也隨之向人類發起了嚴峻的挑戰。對于細菌感染,傳統的抗生素似乎已無能為力,而血紅素對許多細菌來說是鐵的主要來源。因此,有學者評價指出,作為防治細菌感染的一個可能靶點,血紅素攝取系統將無疑是未來一個非常值得研究和探求的領域。
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