[生物科技] 中研院基因體中心馬徹實驗室完整解構細菌表面酵素　為新型抗生素揭露新曙光

[生物科技] 中研院基因體中心馬徹實驗室完整解構細菌表面酵素　為新型抗生素揭露新曙光 （英文版）

中研院新聞稿（2009/05/21）報導指出，2009年5月19日《美國國家科學院期刊(PNAS)》網站，刊出中研院基因體研究中心助研究員馬徹博士主持並與翁啟惠院長合作，共同發表的一篇有關細菌表面關鍵酵素PBP1b的完整蛋白質立體結構之論文。由於這篇論文補足往昔相關研究的關鍵空白處，似最後一塊拼圖補白般，預計可以加速促成新型抗生素的發明。同時這也是台灣第一個成功解構出來的膜蛋白結構。

從80年前起，第一代抗生素盤尼西林開始，至今證實能夠有效殺死細菌的抗生素超過1千多種，而臨床常見使用約有150多種之多。然而，究竟為什麼抗生素有效？為什麼又會有抗藥性且抗藥性到底發生在那個環節？怎麼樣的開發新型抗生素策略才能確保效力？這些種種疑惑，都仍存在科學家心中。此次，馬徹博士實驗室團隊投注5年的珍貴時光，以其最新的PBP1b立體結構，一次補足提供全數答案。

為此，其團隊研究出一套方法，在實驗室製造出足量的「轉醣酶」 (Transglycoslyase, 即TG)，並瞭解其活性。TG即是細菌表面的另一關鍵性酵素，也是研發新抗生素的另一新標的。而這TG酵素與TP往往結合成PBP1b的大結構。(此工作已在2008年發表於《PNAS》且受到《Nature Drug Discovery》推薦。)

下一步，就是要能以更微觀的角度去調查這整個事情的來龍去脈。馬徹博士團隊乃使用X-光繞射與結晶的技術，辛勤反覆操作分析，終於解出 PBP1b的全部結構。從這個立體結構，可以看出TG區塊會利用一個叫作lipid II的醣脂物質，像是在編織一般，持續的做出細菌的細胞壁，這個動作發生在細菌繁殖的時候，一直至細胞分裂完成。

研究團隊所研發出的這個立體模型，包含了Moenomycin抑制劑的分子結構。 Moenomycin 是目前唯一已知可抑制TG區塊作用的分子，目前係只用於家禽、家畜類動物的飼料添加劑，在人體內毫無作用。不過，如果能瞭解其抑制TG的機制，科學家就可以在相同基礎下，尋找能夠在人體內發揮抑制TG效果的新抗生素。因此，該團隊提出的這Moenomycin與TG作用的立體模型與3D動畫，等於是還原整個場景。

此研究還有另外一項重要意義，那就是本研究是台灣第一次解構出來的膜蛋白結構。目前科學界所解出的分子結構資料庫內(Protein Data Bank, http://www.rcsb.org)，約有六萬個生物巨分子結構，膜蛋白資料卻僅佔不到1%。而所有蛋白質中，30%係屬於膜蛋白；以及超過50% 的藥物，係作用於特定膜蛋白上。膜蛋白可說是人類對它瞭解甚少，卻非常關鍵的分子生物對象。馬徹博士此次研究成果，同時提供科學家對膜蛋白進階的深入瞭解。

PNAS (本篇論文)：
http://www.pnas.org/content/early/2009/05/19/0904030106.abstract
2008年相關報導：
http://genomics.sinica.edu.tw/ch/index.php?t=20&article_id=500

新聞聯繫人：
馬徹博士，中央研究院基因體研究中心助研究員 (Tel) 886-2- 2787-1233
林美惠，中央研究院總辦事處公關室 mhlin313@gate.sinica.edu.tw
(Tel)886-2-2789-8821、(Fax)886-2-2782-1551、(M)0921-845-234


資訊來源：
中研院新聞稿 2009/05/21



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