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Science:揭示铜绿假单胞菌合成荧假胞菌素C机制

  1. 电子顺磁共振
  2. 荧假胞菌素C
  3. 铜绿假单胞菌

来源:本站原创 2021-11-24 13:10

在一项新的研究中,来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员揭示了铜绿假单胞菌如何利用铜来制造一种名为荧假胞菌素C(fluopsin C)的抗生素。相关研究结果发表在2021年11月19日的Science期刊上。

2021年11月24日讯/生物谷BIOON/---少量的铜是一种必需的营养物,但也可能是有毒的。人类免疫细胞使用铜来对抗入侵的病原体。反过来,一些微生物已经进化出吸收铜的方法,并将它纳入到生物分子中,作为吸收铜的一种营养方式或中和它的毒性作用。其中的一种微生物是土壤中的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),它能引起医院患者的感染。


在一项新的研究中,来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员揭示了铜绿假单胞菌如何利用铜来制造一种名为荧假胞菌素C(fluopsin C)的抗生素。相关研究结果发表在2021年11月19日的Science期刊上,论文标题为“Biosynthesis of fluopsin C, a copper-containing antibiotic from Pseudomonas aeruginosa”。

论文通讯作者、北卡罗来纳大学教堂山分校化学副教授Bo Li说,“这一发现有助于我们了解这种致病细菌如何抵抗铜,并在感染期间与我们体内的天然微生物群体竞争,并将推动新疗法的发现。”

荧假胞菌素C是在1970年发现的。它是一种广谱抗生素,可以杀死一系列细菌和真菌,包括对其他药物有抗药性的细菌和真菌菌株。

电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance)

Li及其团队跟踪了体外培养的铜绿假单胞菌对铜的吸收情况,发现铜原子被纳入了荧假胞菌素C中。

Li团队与加州大学戴维斯分校化学系教授David Britt实验室的博士后研究员Lizhi Tao合作,使用电子顺磁共振来研究荧假胞菌素C的生物合成途径。他们发现,两个含硫的小分子以顺式和反式异构体的混合形式与每个铜原子结合。


荧假胞菌素C(fluopsin C)化学结构式。

这项新的研究显示了荧假胞菌素C是如何通过一种酶促过程而不是使用危险的化学物来合成的。Li说,以这种方式将铜重新用于抗生素是一种不同于大多数生物的反应过程,因为大多数生物要么将铜从细胞中隔离出来,要么将它从细胞中运输出去。

电子顺磁共振是磁共振光谱的一种形式,特别适合研究有机分子中的金属。Britt在加州大学戴维斯分校的实验室运营着CalEPR中心,该中心拥有7台电子顺磁共振仪器,是美国西海岸最大的此类设施。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Jon B. Patteson et al. Biosynthesis of fluopsin C, a copper-containing antibiotic from Pseudomonas aeruginosa. Science, 2021, doi:10.1126/science.abj6749.


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