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2024-06-17 | 健康醫療網

人類神經性疾病治療新曙光! 興大研究「細菌通道」成果登國際期刊

【健康醫療網/記者王冠廷報導】鉀離子是細菌用來應對環境中滲透壓變化的關鍵電解質。細菌透過控制鉀離子通道蛋白的開啟和關閉,來調節細胞內的鉀離子濃度,從而適應不同的滲透壓環境。因此,了解這些通道蛋白的分子結構對研究細菌的生存機制非常重要。



成功解析細菌鉀離子通道蛋白KtrAB 登國際知名期刊



國立中興大學生物化學研究所胡念仁副教授及其團隊,與中央研究院的蔡明道院士合作,使用最新的冷凍電子顯微鏡技術(Cryo-EM),成功解析細菌鉀離子通道蛋白KtrAB在開啟和關閉狀態時的高解析度結構,有助提供人類神經性疾病的治療新方向。研究結果今(2024)年5月發表在國際知名的《自然通訊》(Nature Communications)期刊。



鈉離子活化鉀離子 降低細菌細胞輕毒性



這項研究解析出枯草桿菌KtrAB通道蛋白結合ATP或是ADP的兩種分子結構,清楚揭示KtrAB如何被三磷酸腺苷(ATP)激活而開啟,又如何被雙磷酸腺苷(ADP)抑制而關閉的分子機制。更重要的是,本研究還清楚的解析出鈉離子在ATP-KtrAB蛋白的結合位置,並證實鈉離子會與ATP會一起協助KtrAB通道的開啟。



鈉離子活化鉀離子通道有其重要的生理意義,因為細菌細胞內過高的鈉離子濃度對細胞有毒性,需要鉀離子進入細胞來減輕這種毒性。由於KtrAB對細菌的存活很重要,因此細菌KtrAB的結構為開發新型抗生素提供了重要的結構資訊。



有助研發新抗生素 提供神經性疾病治療新方向



基於該高解析度的蛋白結構,科學家可以使用生物資訊學和人工智能來篩選可能與KtrAB通道蛋白結合的抑制分子,阻止細菌運輸鉀離子,從而導致細菌死亡。這將有助於設計新型抗生素,對抗細菌感染。



此外,這項研究也提供了鈉離子在激活鉀離子通道方面的作用機制,對了解人類神經細胞中的類似鉀離子通道蛋白(Na+-activated K+ channel, KNa)有重要意義,並可能對治療因KNa功能不正常所引起的癲癇、腦中風和創傷性腦損傷等神經疾病提供新的思路。


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資料來源:健康醫療網 https://www.healthnews.com.tw/readnews.php?id=62054

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