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肽类研究抗菌药物耐药性抗菌肽

果蝇的睡眠蛋白产生的肽,从内部卡住细菌

睡眠蛋白 Nemuri 产生的肽会使细菌核糖体聚集成团,阻断蛋白质合成,在实验室试验中对 MRSA 和 VRE 也有效。

一种帮助果蝇入睡的蛋白,也会产生以不寻常方式杀灭细菌的短肽。它们并不像大多数杀菌肽那样刺穿细菌膜,而是进入细菌内部,干扰制造蛋白质的机器。这项研究于 10 月 29 日发表在《Nature Communications》上。

在实验室试验中,这些肽对多种微生物有效,包括对抗生素耐药的菌株。目前全部是实验室工作,但其机制不同于大多数杀菌肽刺穿细胞膜的作用。

一个具有免疫功能的睡眠基因

Nemuri 的名称源自日语中表示睡眠的词,由宾夕法尼亚大学 Amita Sehgal 领导的团队发现,并于 2019 年在《Science》上报道。Nemuri 过多的果蝇每天睡眠约 17 至 20 小时,而一般果蝇约为 11 小时,而且更能抵御感染。果蝇生病或被剥夺睡眠时,Nemuri 水平会升高,这种蛋白自身也能杀灭微生物。

那项工作提示,果蝇的睡眠需求与免疫防御之间关系密切。新的研究则追问:Nemuri 对细菌究竟做了什么。

被切成短肽

研究人员发现,Nemuri 会被切成富含精氨酸和甘氨酸两种氨基酸的短肽。起到杀灭作用的正是这些片段。已知 Nemuri 会促进睡眠,尤其是在果蝇对抗感染时。

杀灭细菌的另一种方式

大多数杀菌肽是在细菌膜上打洞。Nemuri 的肽并不这样做。它们进入细菌,聚集在核糖体所在的位置,核糖体是制造蛋白质的结构。

在那里,核糖体聚集成团并减慢速度,蛋白质合成随之停止。无法制造蛋白质的细菌就无法生长。

针对耐药菌株的测试

在实验室试验中,这些肽对多种微生物有效,包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素肠球菌(VRE),这两种细菌因对常用抗生素耐药而难以治疗。这些肽对果蝇细胞和哺乳动物细胞大多较为温和,这对日后可能开发的任何化合物都很重要。

这项工作处于多早期的阶段

目前所有证据都来自实验室实验。这些肽在受感染的动物体内是否有效、如何给药、细菌是否会对它们产生耐药,都是后续研究需要回答的问题。

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