一项由巴斯大学(University of Bath)科学家开展的新研究表明,两个新的潜在药物分子家族可能为结核病的治疗开辟新途径。
结核病(TB),由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引起,是仅次于COVID-19的全球第二大传染病杀手,每年导致130万人死亡。它是艾滋病病毒(HIV)阳性人群中致死的主要原因,并对低收入人群影响尤为严重。
尽管已有疫苗和治疗方法,但治疗方案复杂,且多药耐药性结核病正在上升。
来自该大学生命科学系的研究团队研究了一种名为α-甲基酰基辅酶A消旋酶(MCR)的结核杆菌酶。这种酶帮助细菌利用胆固醇作为能量来源。因此,阻断这一酶将剥夺细菌的主要食物来源,有助于治疗结核感染。
他们从两个化学家族中确定了12种不同的化合物,这些化合物能够与MCR结合并抑制其功能。
通过X射线晶体学技术,他们还获得了MCR在有无这些化合物情况下的高分辨率3D结构。这些结构展示了这些化合物如何与酶结合,为MCR的工作机制提供了新见解,而团队发现其机制与先前提出的有所不同。
这些新见解将使团队能够设计出结合更强的化合物,最终可能用于增强现有的结核病治疗手段。
这篇论文发表在《生物化学杂志》(The Journal of Biological Chemistry)上。
巴斯大学生命科学系高级讲师马修·劳埃德博士(Dr. Matthew Lloyd)表示:“这些进展非常令人兴奋,因为这是我们首次了解不同化合物如何结合以及它们与MCR相互作用的强度。”
“这是对我们理解这种酶如何工作及其功能如何被阻断的一个重要步骤,这可能会促成更好治疗常见且难以治愈疾病的方案。”
领导巴斯大学结构生物学工作的拉维·阿查里亚教授(Professor Ravi Acharya)表示:“这些结果为我们提供了一个很好的起点,我们可以进一步探索哪些分子可用于药物开发。”
“下一步,我们希望筛选大量类似分子,以识别更好的抑制剂,从而开发成药物。”
这些发现还有助于其他疾病的药物研发,因为它揭示了人类同源酶——α-甲基酰基辅酶A消旋酶(AMACR)的功能。该人类蛋白是一种治疗前列腺癌和其他癌症的潜在新靶点。
然而,由于尚未解析人类AMACR的结构,因此新疗法的开发进展受到限制,也很难充分利用已有的发现。
虽然人类AMACR的结构仍是个谜,但这篇最新论文增加了对其功能的理解,可能为这些癌症的治疗开发提供新途径。
这项工作是在博茨瓦纳政府高等教育部与融资部(Department of Tertiary Education & Financing, DTEF)资助的博士项目框架下完成的,也是阿查里亚与劳埃德之间长达20年的合作系列论文中的最新一篇。
团队计划扩展这项工作,进一步研究其他已知化合物如何与蛋白质结合,以深入了解化合物结构对其结合能力的影响。
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