蛋白质研究人员破译抗性机制

在世界范围内，抗生素耐药性正在上升。为了理解为什么细菌对先前功能良好的药物免疫，科学家们正在深入研究细胞的分子结构。马丁路德大学Halle-Wittenberg(MLU)的一个研究小组现已成功地从大肠杆菌中分离出一种膜蛋白，并阐明了其分子结构。有了这些信息，他们就能够证明细菌是如何通过强迫药物来摆脱抗生素的。该论文发表在Nature Communications上。

细菌的抗生素耐药性是我们这个时代最重要的医学问题之一。如果不加以控制，先前可治疗的细菌性疾病有可能发生严重转变，患者可能会死亡。“这是一个真正的威胁，”创新能力中心(ZIK)HALOmem主任Milton T. Stubbs教授说。根据多年来一直在研究抗生素生物合成的Stubbs所说，这带来的危险意味着了解抗生素耐药机制至关重要。

目前的研究是由Mikio Tanabe博士领导的ZIK HALOmem的一个初级研究小组的工作成果。Tanabe现在是日本筑波KEK研究设施的副教授。该小组成功地从大肠杆菌中分离出一种名为MdfA 的膜蛋白，并能够确定其分子结构。蛋白质首先必须在实验室中生产，以纯净形式分离并结晶。“处理敏感的膜蛋白是一个非常复杂的过程。必须在实验室保持最佳条件，使蛋白质保持稳定并保持其天然结构，”Stubbs解释说。

X射线晶体学使得可以可视化所产生材料的结构。利用这种精确的物理过程，研究人员能够穿透Ångström范围 - 一个Ångström对应于十分之一纳米，即十亿分之一(10-10)米，使研究人员能够在单个原子成为一个水平的地方工作可见。以此分辨率在分子中定位单个原子的能力是理解蛋白质如何工作的关键。

该过程揭示了大肠杆菌细菌中膜蛋白MdfA的三维结构。来自哈雷的研究人员利用了一项研究结果，该研究表明，中国的竞争对手最近在同一种蛋白质上发表了这项研究，从而成功地确定了膜蛋白MdfA用于帮助细菌抵抗的机制。

该原理让人联想到一种泵机制。虽然药物最初被细菌吸收，但它在被细菌致死之前被MdfA从细胞中排出。

“我们认为本研究中发现的机制适用于许多其他抗生素，”Milton Stubbs解释道。该信息还将为以后的实际应用提供基础。“直到我们了解阻力如何发展的机制，我们才能寻找解决方案来阻止它们。”