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我科学家破解分枝杆菌能量代谢奥秘 对抗耐药结核有重大意义

来源:科技日报

2018-10-31 13:44

据《科技日报》10月31日报道,电记者从中科院合肥物质科学研究院获悉,南开大学饶子和院士研究组领衔的联合研究团队,应用稳态强磁场装置低温电子自旋共振设备,揭示了生命体内一种新的醌氧化与氧还原相偶联的电子传递机制,为抗击耐药结核的新药研发奠定了重要基础。相关研究成果日前以研究长文的形式发表于国际顶级学术期刊《科学》上。

电子自旋共振(ESR)方法作为研究自由基以及顺磁性金属中心的重要手段,近年来越来越多地应用于生物体能量代谢电子传递研究中。作为全球头号传染性疾病,结核病的致病菌结核分枝杆菌近年来表现出日渐严重的耐药性,已经成为威胁人类健康的重大挑战。研究人员通常应用不具致病力的耻垢分枝杆菌来模拟其高度同源结核分枝杆菌,以理解致病菌呼吸作用等能量代谢路径,促进耐药结核疾病的治疗。分枝杆菌呼吸作用主要由五个大型跨膜复合物以及电子传递载体共同参与完成,被称为呼吸链,也称电子传递链。研究表明,呼吸链组分可以进一步聚合组装形成超级复合物,促进复合物之间串联反应的发生和电子的传递,在能量代谢效率和多种生理过程的调控方面具有重要意义。

联合研究团队解析了耻垢分枝杆菌呼吸链超级复合物的高分辨率冷冻电镜结构,揭示了复合物之间的相互作用形式,首次以结构生物学的视角证实了SOD(超氧化物歧化酶)与呼吸链复合物间存在直接相互作用以及其清除潜在自由基、协同氧化还原反应的作用,并研究了当前正处于临床II期的药物分子Telacebec(Q203)作用于结核杆菌有氧呼吸途径的可能机制。

该研究成果将对研发更为高效的耐药结核药物起到巨大的推动作用。

(文丨吴长锋)

责任编辑:连政
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