蛋白质破坏传染性生物膜

许多感染性病原体难以治疗，因为它们发展成生物膜，代谢活跃但缓慢生长的细菌层嵌入粘液保护层中，这些细菌本身对抗生素具有更强的抗性。现在，加州理工学院和牛津大学的一组研究人员在抗击生物膜方面取得了进展。该研究小组由Gordon M. Binder / Amgen生物学和地球生物学教授Dianne Newman领导，研究出一种降解和抑制铜绿假单胞菌生物膜的蛋白质，铜绿假单胞菌是囊性纤维化(CF)感染的主要病原体。

“ 铜绿假单胞菌引起难以治疗的慢性感染，例如那些患有烧伤，糖尿病溃疡和患有囊性纤维化的人的肺部，”纽曼说。“在某种程度上，这些感染难以治疗的原因是因为铜绿假单胞菌在这些环境中进入生物膜生长模式;生物膜比其他细菌生长方式更能耐受常规抗生素。我们的研究表明，一种抑制P的新方法。铜绿假单胞菌生物膜。“

该组针对绿脓菌素，绿脓杆菌是由铜绿假单胞菌产生的一种产生蓝色色素的小分子。一个多世纪以来，绿脓菌素一直用于该菌株的临床鉴定，但几年前，纽曼集团证明该分子还支持生物膜生长，提高了其降解可能为抑制生物膜发展提供新途径的可能性。

为了确定一种能够选择性降解绿脓菌素的因素，生物学和生物工程博士后学者凯尔科斯塔转向在加州理工学院校园贝克曼研究所院子里采集的一毫克土壤。他从土壤中分离出另一种细菌 - 偶发分枝杆菌(Mycobacterium fortuitum)，它产生了一种以前未被鉴定的小蛋白质，称为绿脓菌素脱甲基酶(PodA)。

研究小组发现，将PodA添加到不断增长的铜绿假单胞菌培养物中会抑制生物膜的发育。

“虽然有使用酶来治疗细菌感染的先例，但本研究的新颖之处在于我们观察到，选择性降解支持生物膜生活方式的小色素可抑制生物膜扩张，”该研究的第一作者科斯塔说。 。科斯塔说，这项工作与任何对操纵微生物生物膜感兴趣的人有关，微生物生物膜在自然，临床和工业环境中很常见。“在很多种情况下，还有更多的产生色素的细菌，我们的研究结果为未来的研究铺平了道路，探索不同细菌制造的类似分子的靶向操作是否会对其他微生物群体产生类似的影响。”

研究人员表示，虽然需要几年的实验来确定实验室的研究结果是否可以转化为临床背景，但研究人员仍然希望利用PodA等蛋白质来治疗抗生素耐药的生物膜感染。

“从生态学角度来看，这一结果的有趣之处在于，潜在的新治疗方法来自于利用土壤细菌催化的反应，”纽曼说。“这些生物可能与病原体共同进化，我们可能只是利用其他微生物使用的策略来保持它的性质。微生物之间的化学动力学是令人着迷的，在我们最好地开发之前我们还有很多东西需要学习。他们。”