科学家开发出突破性新型抗生素“Cresomycin” 可躲避细菌抗药性

科学家开发出突破性新型抗生素“Cresomycin”可躲避细菌抗药性UIC生物科学副教授尤里-波利卡诺夫（YuryPolikanov）的研究小组与哈佛大学的同事建立了长期研究合作关系，最新发现了这种前景广阔的新型抗生素。UIC的科学家们提供了对细胞机制和结构的重要见解，帮助哈佛大学的研究人员设计和合成新药。在开发这种新型抗生素的过程中，该研究小组重点研究了许多抗生素是如何与一个共同的细胞目标--核糖体相互作用的，以及耐药细菌是如何改造它们的核糖体来保护自己的。波利卡诺夫说："半数以上的抗生素都是通过干扰病原菌的蛋白质生物合成来抑制其生长的，这是一个由核糖体催化的复杂过程。抗生素与细菌核糖体结合，破坏了这种蛋白质制造过程，导致细菌入侵者死亡。"但是，许多细菌物种进化出了简单的防御措施来抵御这种攻击。其中一种防御方法是，它们在核糖体上添加一个由一个碳原子和三个氢原子组成的甲基，从而干扰抗生素的活性。科学家们推测，这种防御只是细菌在物理上阻塞了药物与核糖体结合的部位，"就像在椅子上放了个大头针"，波利卡诺夫说。但他们发现了一个更复杂的状况，他们在最近发表于《自然-化学生物学》（NatureChemicalBiology）的一篇论文中对此进行了描述。研究人员通过使用一种名为X射线晶体学的方法，以近乎原子级的精度观察抗药性核糖体，他们发现了两种防御策略。他们发现，甲基不仅能物理阻断结合位点，还能改变核糖体内部"内脏"的形状，进一步破坏抗生素的活性。克服细菌防御随后，波利卡诺夫的实验室利用X射线晶体学研究了某些药物是如何规避这种常见的细菌抗药性的，其中包括2021年由UIC/哈佛大学合作发表在《自然》杂志上的一种药物。波利卡诺夫说："通过确定抗生素与两种抗药性核糖体相互作用的实际结构，我们看到了现有结构数据或计算机建模无法预测的东西。看到一次总比听到一千次要好，我们的结构对于设计这种前景广阔的新型抗生素以及了解它如何设法摆脱最常见类型的抗药性非常重要。"新抗生素"Cresomycin"是人工合成的。它经过预先组织，可以避开甲基基团的干扰，强力附着在核糖体上，破坏核糖体的功能。这一过程包括将药物锁定为预先优化的形状，以便与核糖体结合，从而帮助它绕过细菌的防御。它只是与核糖体结合，就好像它并不关心是否存在这种甲基化，如此一来能轻松克服几种最常见的耐药性。Cresomycin的巨大潜力在哈佛大学进行的动物实验中，这种药物能防止金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌等常见致病菌耐多药菌株的感染。基于这些令人鼓舞的结果，下一步将对Cresomycin在人体中的有效性和安全性进行评估。即使在这一早期阶段，这一过程也证明了结构生物学在设计下一代抗生素和其他救命药物中的关键作用。波利卡诺夫说："如果没有这些结构，我们就无法了解这些药物是如何与经过修饰的耐药性核糖体结合并发挥作用的。我们确定的结构让我们从根本上了解了这些药物逃避耐药性的分子机制。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419863.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419863.htm

癌扩散突破性发现：科学家发现在其中起关键作用的蛋白质

癌扩散突破性发现：科学家发现在其中起关键作用的蛋白质癌扩散对人身体会造成严重的破坏性伤害。剑桥的科学家们现在已经确定了一种在癌扩散中起关键作用的蛋白质，这不仅暗示了一种新的潜在治疗方法，而且首次揭示了这一过程并不是癌症所独有的。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323343.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323343.htm

科学家利用大豆废料为养殖鱼类提供绿色食品

科学家利用大豆废料为养殖鱼类提供绿色食品考虑到这一难题，一些团体正在开发更环保的鱼粉替代品。其中一种方法是在生物反应器中培养某些类型的细菌。这些微生物产生的营养物质被称为单细胞蛋白，从反应器的液体生长介质中提取出来，脱水后用作鱼饲料。但遗憾的是，生长培养基价格昂贵，而且通常很难在生物反应器中保持合适的生长条件。如果使用天然存在的大量蛋白质生产细菌的液体，成本会低得多，也容易得多。大豆加工废水就是这样一种液体。在最近的一项研究中，新加坡南洋理工大学（NTU）和淡马锡理工学院的科学家们首先从一家食品加工公司获取大豆废水。富含酸性丙酸杆菌和丙酸杆菌的淤泥状液体在四个4升（1加仑）生物反应器中放置了136天。在此期间，一直保持低氧水平和30ºC（86ºF）的温度。然后从污泥中收集细菌产生的单细胞蛋白。在下一步实验中，一组60尾亚洲鲈鱼幼鱼在24天内食用的食物包括一半鱼粉和一半单细胞蛋白，而对照组则只食用鱼粉。在这一时期结束时，发现两组鱼的生长量相同（事实上，蛋白质喂养的鱼的生长更加稳定）。这一结果在很大程度上是意料之中的，因为两种食物几乎都能满足亚洲鲈鱼幼鱼对蛋白质、必需氨基酸和脂肪的需求。两种日粮中唯一缺乏的是足量的氨基酸赖氨酸，这可以在实际使用中添加。还有一个好处是，以这种方式生产鱼饲料可以利用一种原本可能会被闲置的物质。相比之下，现有的一些饲料中含有人类可能会食用的豆粕。南洋理工大学的StefanWuertz教授说："我们的研究成功证明了将大豆加工废水转化为水产养殖饲料的宝贵资源的潜力，有助于向循环生物经济过渡。"有关这项研究的论文最近发表在《科学报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428786.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428786.htm

科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质

科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质罗马天主教大学医学与外科学院和FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS的神经科学家对一种分子--蛋白质LIMK1进行了基因改造，开发出了一种能增强记忆力的工程蛋白。他们添加了一个"分子开关"，通过服用一种名为雷帕霉素的药物来激活该开关。这是发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上的一项研究成果，罗马天主教大学和阿戈斯蒂诺-杰梅里大学基金会（FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS）参与了这项研究。这项研究由生理学全职教授兼神经科学系主任克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）负责协调。这项研究得到了意大利教育、大学和研究部、美国阿尔茨海默氏症协会基金会和意大利卫生部的支持，具有巨大的应用潜力，可以提高我们对记忆功能的认识，促进确定治疗痴呆症等神经精神疾病的创新解决方案。LIMK1在记忆过程中的作用LIMK1蛋白在决定神经元结构变化（即树突棘的形成）方面起着至关重要的作用，树突棘能增强神经网络中的信息传输，在学习和记忆过程中至关重要。该研究的资深作者克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）教授解释说："记忆是一个复杂的过程，涉及到神经元之间的连接--突触的改变，在特定的脑区，如海马区，突触是一种神经结构，在记忆形成中起着至关重要的作用。这种现象被称为"突触可塑性"（synapticplasticity），涉及神经回路被激活时突触结构和功能的变化，例如感官体验。格拉西教授补充说："这些经历会促进涉及大量蛋白质的复杂信号通路的激活。""事实上，这些蛋白质的表达或修饰减少与认知功能的改变有关。LIMK1就是其中之一。我们的研究目标是调节这种蛋白质的活性，因为它在神经元之间树突棘的成熟过程中起着关键作用。"格拉西教授强调说："用药物控制LIMK1意味着能够促进突触可塑性，从而促进依赖于突触可塑性的生理过程。"化学遗传策略：增强记忆的新方法该研究的第一作者、天主教大学生理学副教授克里斯蒂安-里波利（CristianRipoli）补充道："这种创新的'化学遗传'策略结合了遗传学和化学，其关键恰恰与雷帕霉素的使用有关，雷帕霉素是一种免疫抑制药物，众所周知，在临床前模型中，它能延长人的寿命，并对大脑产生有益影响。"里波利教授强调说："因此，我们修改了LIMK1蛋白质的序列，插入了一个分子开关，使我们能够通过服用雷帕霉素按指令激活LIMK1蛋白质。在患有老年性认知功能衰退的动物身上，使用这种基因疗法修改LIMK1蛋白并用药物激活它，可以显著改善它们的记忆力。这种方法使我们能够在生理和病理条件下操纵突触可塑性过程和记忆。此外，它还为开发更多的'工程'蛋白质铺平了道路，这些蛋白质可能会彻底改变神经学领域的研究和治疗。"研究的下一步将是在表现出记忆缺陷的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的实验模型中验证这种疗法的有效性。格拉西教授最后说："还需要进一步研究，以验证这项技术在人体中的应用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398075.htm

科学家们发现了具有抗癌潜力的独特多肽

科学家们发现了具有抗癌潜力的独特多肽肽通常包含不超过几十个氨基酸，而蛋白质通常包含数百个。研究人员最近发现的环状肽有能力专门与泛素蛋白链结合，泛素蛋白通常被用作受损蛋白质的"死亡标签"。这些被标记的蛋白质随后在蛋白体中被分解，蛋白体是一种负责清除废物的细胞结构。这项研究是由以色列理工学院舒立克化学系的AshrafBrik教授、GangaB.Vamisetti博士和AbishekSaha博士，以及以色列理工学院生物系的NabiehAyoub教授和东京大学的HiroakiSuga教授共同进行。泛素系统的发现使三位研究人员获得了2004年诺贝尔化学奖，其中包括以色列理工学院鲁斯和布鲁斯-拉帕波特医学院的杰出教授阿哈龙-谢查诺弗和阿夫拉罕-赫什科。多年来，人们发现泛素系统的活性部分取决于泛素分子在链中相互连接的点。例如，将链中48位（K48）的泛素连接起来会导致蛋白质被清除到蛋白酶体，而将63位（K63）的泛素连接起来则会让受损DNA的修复。近年来，以色列理工学院的研究人员开发了一种影响泛素机制的新方法。他们决定不干扰影响这些机制的酶的活性，而是尝试直接干预泛素链本身。基于这种方法，研究人员在之前的工作中开发了环状肽，与K48连接的泛素链结合，阻止它们导致受损蛋白质的分解，这种分解又逐渐导致了细胞的程序性死亡。在同一项研究中，他们假设并随后证明，当这种事件在恶性肿瘤中形成时会杀死癌细胞，有可能保护病人。这一发现于2019年发表在《自然-化学》杂志上，导致了一家新的创业公司的成立，该公司正在推动这一发现走向临床使用。在目前的研究中，发现了与泛素中第63位相连的、参与修复受损DNA的链结合的环状肽。研究人员发现，当连接到这些泛素链时，这种肽破坏了上述修复机制。这导致了受损DNA的积累，并令细胞死亡，当这种结合发生在癌细胞中时，它也会摧毁这些细胞。研究人员认为，这种治疗策略可能比现有的抗癌药物更有效，因为病人对这些药物会逐渐产生抗性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336827.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336827.htm

科学家驯服了75%癌症背后的无形怪物

科学家驯服了75%癌症背后的无形怪物MYC是一种无形的蛋白质，它使大多数人类癌症患者的病情恶化。加州大学河滨分校的研究人员找到了抑制它的方法，为新时代的治疗带来了希望。在健康细胞中，MYC帮助引导转录过程，在这一过程中，遗传信息从DNA转化为RNA，并最终转化为蛋白质。"正常情况下，MYC的活性受到严格控制。在癌细胞中，它变得异常活跃，无法正常调节，"UCR化学副教授MinXue说。Xue说："MYC不像癌细胞的食物，更像是促进癌症快速生长的类固醇。这就是为什么MYC是75%人类癌症病例的罪魁祸首。"在项目伊始，UCR研究小组就相信，如果能够抑制MYC的过度活跃，就能为控制癌症打开一扇窗。然而，找到控制MYC的方法是一项挑战，因为与大多数其他蛋白质不同，MYC没有结构。薛说："它基本上是一团随机的东西。传统的药物发现管道依赖于定义明确的结构，而MYC不存在这种结构。"药物发现的创新方法Xue作为资深作者发表在《美国化学学会杂志》上的一篇新论文介绍了一种能与MYC结合并抑制其活性的多肽化合物。2018年，研究人员注意到，改变多肽的刚度和形状可以提高其与MYC等无结构蛋白靶标相互作用的能力。MYC蛋白（灰色丝带）与DNA结合，促进癌症进展。加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出一种分子（橙色椒盐脆饼状），能与MYC结合，抑制其促癌功能。资料来源：MinXue/加州大学洛杉矶分校肽可以呈现各种形式、形状和位置。一旦将它们弯曲并连接成环，它们就无法采用其他可能的形式，因此它们的随机性很低，这有助于结合。在这篇论文中，研究小组描述了一种新的多肽，它能以所谓的亚微摩亲和力直接与MYC结合，这种亲和力越来越接近抗体的强度。换句话说，这是一种非常强且特异的相互作用。研究人员介绍说："与以前的版本相比，我们将这种多肽的结合性能提高了两个数量级。这使它更接近我们的药物开发目标。"目前，研究人员正在使用脂质纳米粒子将多肽送入细胞。这是一种由脂肪分子组成的小球，并不适合用作药物。展望未来，研究人员正在开发化学方法，以提高先导肽进入细胞的能力。一旦肽进入细胞，它就会与MYC结合，改变MYC的物理特性，阻止它进行转录活动。这项工作部分得益于美国国防部和国会指导的医学研究以及美国国立卫生研究院的资助。Xue在加州大学河滨分校的实验室开发分子工具，以更好地理解生物学，并利用这些知识进行药物研发。长期以来，他一直对混沌过程的化学性质感兴趣，这吸引了他去挑战驯服MYC。"MYC基本上代表着混乱，因为它缺乏结构。这一点以及它对多种癌症的直接影响，使它成为癌症药物开发的圣杯之一，"Xue说。"我们非常兴奋，因为它现在就在我们的掌握之中"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418903.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418903.htm