近年來，我們面對越來越強大的超級細菌，卻也同時面臨抗生素失效的危機。過去十年，抗生素幾乎沒有突破性的新藥，該如何面臨這場「抗藥性災難」的來襲，成為各國研究單位的重要習題。
因應新抗生素難產， 科學家紛紛另闢蹊徑，尋找對付細菌感染的新策略。這一次科學家想到如果從細菌內部去做破壞，讓它沒辦法執行重要的感染過程，或許就能找到新的抗生素！
其中，環雙鳥糞核苷酸（c-di-GMP）為近 20 年來細菌學研究上最大的突破。它是一種細菌體內的訊息傳遞分子，控制許多重要的細菌功能，譬如幫助細菌分泌生物膜來保護細菌不被各種殺菌方式殺死，也會影響細菌的致病性等。這個機制給了科學家一個靈感，如果能阻斷這個細菌聯繫系統， 或許就能達到抑制致病的作用。歷年來研究細菌信息傳遞的學者已約有 10 人獲得諾貝爾獎，顯見其重要性。
從 c-di-GMP 和受體結構找到曙光
興大生物化學研究所周三和教授。圖／中興大學提供。
國立中興大學生物化學研究所周三和教授的實驗室，最近十年來一直利用 X-射線蛋白晶體繞射技術來探討 c-di-GMP與其受體的結構。最近透過與美國跨國團隊合作，解析出霍亂弧菌中一個極重要的受體「甘露醣敏感血凝素蛋白」（MshE）與 c-di-GMP 的三度空間結構，這個結構促使科學家進一步了解霍亂弧菌在腸璧上形成菌落，進而分泌大量致病因子的機制，同時也可延伸瞭解其它細菌如何造成各種生物生病的方法。
c-di-GMP 和 MshEN 的結構。圖／取自原始論文。
其實以往就發現細菌中有許多 c-di-GMP 的受體，如果可以了解它與哪種受體結合會導致細菌的致病性，或許就有可能幫助新型抗生素的研發。這也就是周三和團隊這次研究解開 c-di-GMP 和受體結合的三維結構的重要性所在。
此篇研究除周三和教授外，主要研究團隊成員亦包括美國國家衛生研究院的 Michael Galperin 博士，及美國加利福尼亞聖塔克魯茲大學的 Fitnat Yildiz 博士，分別為研究細菌生物資訊學和霍亂弧菌的專家。此研究成果於 2016 年 8 月 31 日發表在《自然通訊》 （Nature Communications）。
（本文改寫自中興大學新聞稿。）
原始論文連結：
Yu-Chuan Wang et al., Nucleotide binding by the widespread high-affinity cyclic di-GMP receptor MshEN domain, Nature Communications 7, Article number: 12481 (2016) doi:10.1038/ncomms12481
The post 抗菌新曙光！霍亂弧菌致病結構解密 appeared first on PanSci 泛科學.