細菌如何將銅轉(zhuǎn)化為抗生素

少量的銅是一種必需營養(yǎng)素，但也可能有毒。人類免疫細胞使用銅來對抗入侵的病原體。反過來，一些微生物已經(jīng)進化出吸收銅并將其結(jié)合到生物分子中的方法，作為吸收銅以獲取營養(yǎng)或中和其毒性作用的一種方式。

其中一種微生物是土壤細菌銅綠假單胞菌，它會導致住院患者感染。北卡羅來納大學教堂山分校和加州大學戴維斯分校的研究人員于 11 月 19 日在《科學》雜志上發(fā)表的一項新研究顯示了銅綠假單胞菌如何使用銅制造一種名為氟蛋白 C 的抗生素。

“這一發(fā)現(xiàn)有助于我們了解這種病原菌如何抵抗銅并在感染期間與我們的天然微生物群競爭，并將推動新療法的發(fā)現(xiàn)，”北卡羅來納大學化學副教授、該論文的資深作者 Bo Li 說。

Fluopsin C 于 1970 年被發(fā)現(xiàn)。它是一種廣譜抗生素，可殺死多種細菌和真菌，包括對其他藥物具有抗藥性的菌株。

電子順磁共振

UNC 的 Li 團隊跟蹤了培養(yǎng)的銅綠假單胞菌對銅的吸收，并表明銅原子被結(jié)合到氟蛋白 C 中。

他們與加州大學戴維斯分校化學系 David Britt 教授實驗室的博士后研究員 Lizhi Tao 合作，使用電子順磁共振 (EPR) 研究合成途徑。研究人員發(fā)現(xiàn)，兩個小的含硫分子以順式和反式異構(gòu)體的混合物形式與每個銅原子結(jié)合。

該研究展示了 Fluopsin C 是如何通過酶促過程而不是使用危險化學品合成的。Li 說，以這種方式將銅重新用于抗生素與大多數(shù)生物體的過程不同，后者將金屬從細胞中隔離或輸出。

EPR 是一種磁共振波譜，特別適用于研究有機分子中的金屬。Britt 在加州大學戴維斯分校的實驗室運營 CalEPR 中心，該中心擁有七臺 EPR 儀器，是西海岸同類設施中最大的。

該論文的其他作者是 Jon Patteson、Andrew Putz、William Simke 和 Henry Bryant III，他們都在 UNC。這項工作得到了 NIH 的資助和對李的 Packard Fellowship 的支持。

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