研究背景
在全球抗菌素耐药危机加剧的形势下,科学界需要寻找新的解决方案。健康指标与评估研究所(IHME)与牛津大学的联合研究揭示了令人震惊的数据:2019年,全球约有1366万人因微生物引发的败血症而死亡,其中65%(888万例)与细菌感染直接相关,约495万人死于抗菌素耐药性。面对这一重大挑战,基于酶的抗菌疗法成为突破传统抗生素局限的新的希望,特别是噬菌体来源的内溶素因其精准靶向细菌细胞壁的特性而备受关注。尽管大多数内溶素仅对革兰氏阳性菌有效,但对革兰氏阴性菌的疗效有限。为了解决这一难题,科学家通过蛋白质工程开发了模块化裂解酶(MLE),并利用模块化结构对内溶素进行了改造,从而提高了其对革兰氏阴性菌的抗菌效果。
未来方向:从实验室到临床
本研究不仅验证了“酶-溶剂协同”策略的可行性,还通过Prometheus蛋白稳定性分析平台进行了MLE-15的工业化潜力检测,为其在慢性伤口护理及医疗器械消毒等领域的应用打下了基础。
研究内容
波兰格但斯克大学的极端微生物生物学实验室专注于极端环境微生物的研究,近期发表了一篇名为“Deeputectic solvent enhances antibacterial activity of a modular lytic enzyme against Acinetobacter baumannii”的文章。研究人员采用VersaTile方法构建了模块化裂解酶MLE-15,并深入探讨了其抗菌活性。MLE-15基于热稳定溶血素Ph2119的酶活性结构域,通过模块化设计展现出卓越的抗菌能力。研究团队还探索了自然低共熔溶剂reline与MLE-15的联合使用,发现其对抗菌效果具有显著的协同作用。实验结果显示,MLE-15能够完全抑制广泛耐药菌株鲍曼不动杆菌RUH134的生长,提供了开发新型抗菌剂的重要科学依据,尤其是在应对全球抗生素耐药性方面。
在技术分析中,研究团队利用生物信息学可视化MLE-15的三级结构,并确立其结构域的相对位置。同时,通过多种预测算法生成的模型叠加以及与已知的EAD结构域Ph2119的结合,确定了MLE-15的空间结构,并选用了OmegaFold构建的模型为最准确的版本。
研究亮点
为研究MLE-15的热稳定性,研究者们使用Prometheus蛋白稳定性分析平台的nanoDSF技术,通过监测蛋白质在加热过程中的荧光信号变化,确定了其熔解温度(Tm)高达9397±038°C,显示出该模块化酶的高热稳定性。这一结果显著高于同类酶,表明其具备出色的耐高温能力。
效果显著的联合疗法:MLE-15和reline
MLE-15与reline的组合对耐药性极强的鲍曼不动杆菌和枯草芽孢杆菌展现出协同效应,成为细菌感染有效治疗的前景候选药物。研究显示,传统抗生素如美罗培南未能清除的休眠细胞,在reline与MLE-15联合应用下被彻底消灭,为抗击全球抗生素耐药性危机开辟了新的方向。
技术优势 - 为什么选择Prometheus?
Prometheus的nanoDSF技术模块在高温条件下实时跟踪蛋白质折叠状态,广泛的升温范围(15℃~110℃)为解锁高温蛋白的热稳定性提供了支持。此外,该平台可灵活扩展多种技术模块,帮助获得胶体稳定性数据,为抗生素后时代的解决方案提供了精准和可持续的思路。正如研究者所言:“我们正从分子层面重新定义抗菌战争的规则。”在这个背景下,人生就是博-尊龙凯时为科学创新提供了新的契机。
Prometheus Panta蛋白稳定性分析平台全面表征蛋白质的构象、胶体和化学稳定性,灵活的操作和无需标记样品的特点,使其在生物医疗领域具备广泛应用潜力。