對抗瘧疾藥物研究新突破!中央大學團隊發現新機制
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根據世界衛生組織公布,約50%全球人口身處瘧疾感染風險區,開發抗瘧疾藥物刻不容緩。國立中央大學生醫理工學院院長、生命科學系教授王健家團隊於基因研究取得重要突破,為抗瘧疾藥物的開發提供新線索,研究成果日前已刊登於國際頂尖期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)。
王健家團隊發現,蘇力菌(Bacillus thuringiensis)比其他細菌多攜帶一個Prolyl-tRNA synthetase(ProRS),ProRS經過基因轉移,從真核細胞轉移至細菌,然而蛋白質結構已經發生改變,使其更像是細菌的ProRS,並對抗瘧疾藥物halofuginone(HF)產生抗性。
中央大學指出,基因是攜帶遺傳訊息的DNA序列,經過一系列的生化反應,細胞能將基因轉化為蛋白質,過程中aaRS(aminoacyl-tRNA synthetase)酵素會先將正確的胺基酸接到相對應的tRNA(轉運核糖核酸)分子上,再由tRNA將胺基酸運送到核醣體上進行蛋白質合成。aaRS是過程中的關鍵酵素,如果這個過程出現差錯,會導致蛋白質功能異常,進而引發多種疾病。
中央大學指出,一般而言,aaRS的結構在演化上非常穩定,但是ProRS的結構變異很大,細菌型和真核型ProRS有不同的tRNA偏好,無法互相替代。通常,細菌只會攜帶一個細菌型ProRS,但蘇力菌卻同時攜帶一個細菌型及一個真核型ProRS。
更令人驚訝的是,中央大學表示,蘇力菌的真核型ProRS在演化過程中改變了結構,使其能有效辨識細菌的tRNA,並幫助蘇力菌在不同環境壓力下生存,如高溫和氧化壓力。不同於其他已知的真核型ProRS,蘇力菌的真核型ProRS對抗瘧疾藥物HF的耐受性顯著提高。
中央大學生命科學系王健家教授(左) 團隊長期鑽研基因轉譯,新發現提供抗瘧疾藥物研...目前國外已有多個研究團隊在利用HF衍生藥物開發治療瘧疾、弓形蟲、隱孢子蟲等寄生生物感染的藥物。HF的結構類似於由中藥常山萃取出的化合物FF (febrifugine),能有效抑制瘧原蟲或其他寄生蟲的ProRS,因此被寄予厚望,希望能早日應用於臨床治療。
瘧疾 [1] 中央大學 [2]延伸閱讀
References
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