馬薩諸塞州劍橋——麻省理工學院的化學家發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質的結構，可以將有毒分子從細菌細胞中泵出。在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的與這種蛋白質相似的蛋白質被認為有助于細菌對多種抗生素產(chǎn)生抗藥性。
使用核磁共振 (NMR) 光譜，研究人員能夠確定這種蛋白質的結構如何隨著藥物樣分子的移動而發(fā)生變化。麻省理工學院化學教授梅紅說，對這種詳細結構的了解可能使設計能夠阻斷這些轉運蛋白并幫助耐藥細菌對現(xiàn)有抗生素重新敏感的藥物成為可能。
“了解這種蛋白質的藥物結合口袋的結構，人們可能會嘗試設計這些底物的競爭者，這樣你就可以阻斷結合位點并阻止蛋白質從細胞中去除抗生素，”Hong 說，他是論文的高級作者。
麻省理工學院研究生 Alexander Shcherbakov 是該研究的主要作者，該研究今天發(fā)表在Nature Communications上。該研究團隊還包括麻省理工學院研究生 Aurelio Dregni 和威斯康星大學麥迪遜分校的兩名研究人員：研究生 Peyton Spreacker 和生物化學教授 Katherine Henzler-Wildman。
耐藥轉運蛋白
通過細胞膜將藥物泵出是細菌可以用來逃避抗生素的眾多策略之一。幾年來，威斯康星大學的 Henzler-Wildman 小組一直在研究一種稱為 EmrE 的膜結合蛋白，它可以運輸許多不同的有毒分子，包括除草劑和抗菌化合物。
EmrE 屬于稱為小型多藥耐藥 (SMR) 轉運蛋白的蛋白質家族。盡管 EmrE 不直接參與抗生素耐藥性，但已發(fā)現(xiàn)該家族的其他成員存在于結核分枝桿菌和鮑曼不動桿菌的耐藥形式中。
“SMR 轉運蛋白在蛋白質的關鍵區(qū)域具有高度的序列保守性。EmrE 是迄今為止在體外和體內研究最多的家族成員，這使其成為研究支持 SMR 活性的結構的理想模型系統(tǒng)，”Henzler-Wildman 說。
幾年前，Hong 的實驗室開發(fā)了一種技術，允許研究人員使用 NMR 測量蛋白質中氟探針和氫原子之間的距離。這使得確定蛋白質與含氟分子結合時的結構成為可能。
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