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化学学院孙红哲、夏炜课题组取得银离子蛋白靶点的鉴定及抑菌活性机理研究新进展


稿件来源:化学学院 | 作者:化学学院 | 编辑:郝俊 | 发布日期:2017-10-11 | 阅读次数:


        金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种极具危害的人类病原菌,既可能引起轻微的皮肤化脓感染,也可能引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等疾病,甚至会引起败血症、脓毒症等全身感染。近年来,“超级细菌”耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)甚至耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)的出现,大大加剧了治疗金黄色葡萄球菌感染的难度。在欧美国家,MRSA已经成为急诊室中导致病人皮肤和软组织感染最多的诱因,而且还会引发严重的致命疾病。因此,开发出能有效抑制金黄色葡萄球菌,特别是耐药的MRSA感染的药物和新治疗手段迫在眉睫。
        银自古以来就是一种良好的抑菌剂。银离子及其化合物对某些细菌、病毒、藻类以及真菌显现出毒性,但对人体却几乎是完全无害的。在抗生素发明之前,银的相关化合物曾在第一次世界大战时用于防止感染。含银的喷剂以及纳米银凝胶广泛用于由细菌引起的各种鼻炎以及妇科炎症,磺胺嘧啶银制剂更是治疗烧烫伤创面感染的主要药品之一。更为重要的是,银离子不仅能有效抑制各种耐药菌,还能增强抗生素的抑菌谱。尽管银以及纳米银制剂广泛应用于细菌感染,然而目前对于银离子和纳米银在细菌中的具体结合靶点蛋白以及作用机制尚不清楚。基于此,化学学院孙红哲教授、夏炜副教授研究团队利用等电点聚焦液相色谱-凝胶电泳柱-电感耦合等离子体质谱联用技术(LC-GE-ICP-MS)鉴定出了金黄色葡萄球菌中银离子有效结合蛋白,并发现碳源调控蛋白A (CcpA) 为银离子抑制金黄色葡萄菌的重要作用靶点。CcpA作为重要的细菌代谢与毒素调控蛋白,对金黄色葡萄球菌毒素的分泌、生物膜的形成以及抗生素的耐药性起关键作用。通过金属蛋白质组学研究整合化学生物学研究方法,发现银离子能够与CcpA的两个半胱氨酸残基(Cys216, Cys242)有效结合,并促使CcpA四聚体的形成并导致CcpA生物活性的丧失。更为重要的是,银离子体内靶向CcpA后能够抑制细菌的生长、毒素的分泌以及生物膜的形成。

 

银离子靶向金黄色葡萄球菌CcpA以及作用机制示意图

        该研究成果最近发表于Chemical Science(Xiangwen Liao, Fang Yang, Runming Wang,  Xiaojun He, Hongyan Li, Richard YT KAO, Wei Xia*and Hongzhe 
Sun*,Chem. Sci., 2017, DOI: 10.1039/c7sc02251d.), 题为“Identification of Catabolite Control Protein A from Staphylococcus aureus as a Target of Silver Ions”。 论文第一作者是中山大学化学学院2015级博士研究生廖向文,孙红哲教授和夏炜副教授为共同通讯作者。
        上述研究工作得到了国家千人计划、国家自然科学基金、广州市科技创新委员会,中山大学百人计划等项目的资助。从2014年到中山大学工作以来,孙红哲教授、夏炜副教授团队主要围绕着抗菌药物的作用机制,病原菌重要毒素蛋白结构及其抑制剂开发等领域开展工作。本课题组非常欢迎与以上研究领域持有兴趣的本科生、硕士生及博士生加入学习。
        
        文章链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc02251d#!divAbstract

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