有强烈证据表明幽门螺杆菌与胃癌的发展有关联。如今,由美国托莱多大学的唐纳德·R·朗宁教授领导的一个国际研究团队利用中子技术揭开了该细菌代谢中一个重要酶功能的秘密。这一发现可作为开发新药物的切入点。该团队在美国橡树岭和德国慕尼黑工业大学研究中子源FRM II进行了相应的测量。
世界上每两个人中就有一人胃中含有幽门螺杆菌。溃疡和慢性胃炎是与这种细菌相关的最常见疾病。迄今为止,对抗这种胃部病菌的标准疗法是两种抗生素和一种质子泵抑制剂的组合。但这种治疗方法仅在70%的病例中成功,且耐药性正在不断增加。因此,科学家们一直在寻找替代药物来对抗这种危险的细菌。
与人类和许多有益细菌不同,幽门螺杆菌使用一种特殊酶来合成维生素K₂。因此,这种酶——5'-甲硫腺苷核苷酶(MTAN)——为开发特异性针对幽门螺杆菌而不伤害有益细菌甚至人体细胞的药物提供了非常有前景的可能性。
利用中子进行结构测定
MTAN酶是维生素K₂合成过程中的重要一环。氢键结合维生素的前体以切断侧链。但对这一过程至关重要的氢原子的位置和位置变化此前并未被准确确定。
测定酶结构的常用方法——使用X射线辐射的晶体结构分析——在此几乎无用,因为X射线对氢原子几乎"视而不见"。因此,研究人员基于中子进行结构测定,因为中子对氢原子特别敏感。
科学家们在慕尼黑北部加兴的海因茨·迈尔-莱布尼茨中心,由慕尼黑工业大学和于利希中子科学中心(JCNS)共同运营的BIODIFF衍射仪,以及美国橡树岭国家实验室中子源上,研究了该酶的不同变体。联合测量使他们能够详细描绘出该酶的作用机制。
"现在我们知道了反应的确切过程和涉及的酶的结合位点,就可以开发出能够精确阻断这一过程的分子,"慕尼黑工业大学生物学家安德烈亚斯·奥斯滕曼表示,他与JCNS的托拜厄斯·施拉德博士共同监督FRM II的仪器运行。
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