一種抗生素（綠色），結(jié)合在類人酵母核糖體（灰色）中，允許合成一些蛋白質(zhì)（以橙色、紫色和藍(lán)色表示），但不能合成其他蛋白質(zhì)（深綠色）。來(lái)源：Maxim Svetlov/UIC

UIC 研究人員證明，專為細(xì)菌設(shè)計(jì)的藥物具有作用于人體細(xì)胞的潛力。

據(jù)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員稱，用于治療常見(jiàn)細(xì)菌感染（如肺炎和鼻竇炎）的抗生素也可用于治療人類疾病，如癌癥。理論上，至少。

正如一項(xiàng)新的Nature Communications研究中所述，UIC 藥學(xué)院團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中表明，真核生物核糖體可以被修飾，以與原核生物核糖體相同的方式對(duì)抗生素作出反應(yīng)。

亞歷山大·曼金 (Alexander Mankin)，UIC 藥學(xué)院 Alexander Neyfakh 藥物化學(xué)和生藥學(xué)教授。來(lái)源：UIC 照片服務(wù)/UIC

真菌、植物和動(dòng)物——就像人類一樣——是真核生物；它們由具有明確定義的細(xì)胞核的細(xì)胞組成。另一方面，細(xì)菌是原核生物。它們由沒(méi)有細(xì)胞核的細(xì)胞組成，具有不同的結(jié)構(gòu)、大小和特性。負(fù)責(zé)細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖所需蛋白質(zhì)合成的真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的核糖體也不同。

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“一些用于治療細(xì)菌感染的抗生素以一種有趣的方式起作用。它們與細(xì)菌細(xì)胞的核糖體結(jié)合并非常選擇性地抑制蛋白質(zhì)合成。UIC 藥學(xué)院藥物化學(xué)和生藥學(xué)教授 Alexander Neyfakh 教授、該研究的資深作者 Alexander Mankin 說(shuō)，有些蛋白質(zhì)是允許制造的，但其他蛋白質(zhì)則不允許?！皼](méi)有這些蛋白質(zhì)，細(xì)菌就會(huì)死亡?！?/p>

當(dāng)人們使用抗生素治療感染時(shí)，患者的細(xì)胞不會(huì)受到影響，因?yàn)檫@些藥物并非旨在與真核細(xì)胞不同形狀的核糖體結(jié)合。

“因?yàn)橛性S多人類疾病是由不需要的蛋白質(zhì)的表達(dá)引起的——例如，這在許多類型的癌癥或神經(jīng)退行性疾病中很常見(jiàn)——我們想知道是否有可能使用抗生素來(lái)阻止人類細(xì)胞制造不需要的蛋白質(zhì)，只有不需要的蛋白質(zhì)，”曼金說(shuō)。

為了回答這個(gè)問(wèn)題，Mankin 和該研究的第一作者、藥物科學(xué)系研究助理教授 Maxim Svetlov 研究了酵母，這是一種細(xì)胞與人類細(xì)胞相似的真核生物。

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UIC藥學(xué)院藥學(xué)系研究助理教授Maxim Svetlov。來(lái)源：斯維特洛夫/UIC

曼金說(shuō)，由來(lái)自德國(guó)和瑞士的合作伙伴組成的研究小組表演了一個(gè)“很酷的把戲”。“我們將酵母核糖體設(shè)計(jì)為更像細(xì)菌?！?/p>

Mankin 和 Svetlov 的團(tuán)隊(duì)利用生物化學(xué)和精細(xì)遺傳學(xué)改變了酵母核糖體RNA中 7,000 多個(gè)核苷酸，這足以使大環(huán)內(nèi)酯類抗生素——一種通過(guò)與細(xì)菌核糖體結(jié)合起作用的常見(jiàn)抗生素——作用于酵母核糖體。使用這種酵母模型，研究人員應(yīng)用基因組分析和高分辨率結(jié)構(gòu)分析來(lái)了解細(xì)胞中的每種蛋白質(zhì)是如何合成的，以及大環(huán)內(nèi)酯如何與酵母核糖體相互作用。

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“通過(guò)這項(xiàng)分析，我們了解到，取決于蛋白質(zhì)的特定遺傳特征——‘好’或‘壞’序列的存在——大環(huán)內(nèi)酯可以或不停止其在真核核糖體上的產(chǎn)生，”曼金說(shuō)?！斑@從概念上向我們展示了抗生素可用于選擇性抑制人體細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成，并用于治療由‘壞’蛋白質(zhì)引起的人類疾病?！?/p>

UIC研究人員的實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步研究提供了一個(gè)舞臺(tái)?！艾F(xiàn)在我們知道這些概念有效，我們可以尋找能夠結(jié)合未經(jīng)修飾的真核核糖體的抗生素，并優(yōu)化它們以僅抑制那些對(duì)人類有害的蛋白質(zhì)，”曼金說(shuō)。

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