歐洲科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型抗菌活性化合物

最近,歐洲科學(xué)家從一種生長在馬糞堆里的常見蘑菇中分離得到了一種具有抗菌活性的新型化合物,研究表明它與傳統(tǒng)抗生素具有相同的抗菌作用,不同的是該化合物是一種活性蛋白質(zhì)。長久以來,人們一直都認(rèn)為抗生素能夠治愈細(xì)菌性疾病,然而細(xì)菌耐藥性的頻繁出現(xiàn)逐漸在動搖這一認(rèn)識,全球人口不斷面臨著新的健康威脅。當(dāng)前,世界各地的生化學(xué)家都在進(jìn)行著一場與時(shí)間賽跑的比賽,希望能夠開發(fā)出一系列新型抗生素來取代目前日益低效的傳統(tǒng)抗生素,早日解決越來越棘手的細(xì)菌耐藥性問題?;蛟S,Copsin的發(fā)現(xiàn)有可能就是一種極具潛力的解決方案。
最早開始時(shí),該研究團(tuán)隊(duì)正著手于探究真菌和周圍各種各樣細(xì)菌之間相互生長的影響關(guān)系,他們無意中發(fā)現(xiàn)生長在馬糞里的一種常見墨汁鬼傘蘑菇Coprinopsis能夠產(chǎn)生具有抗菌作用的活性化合物。通過進(jìn)一步的研究確認(rèn)原來馬糞的基質(zhì)是產(chǎn)生這種活性化合物的關(guān)鍵。具體來講,馬糞是一種營養(yǎng)非常豐富的天然基質(zhì),孕育了多種多樣的微生物,其中包括了真菌和細(xì)菌。這些微生物在營養(yǎng)和生長空間上存在著持續(xù)不斷的競爭關(guān)系,因此這種環(huán)境容易產(chǎn)生新的具有抗菌活性的物質(zhì)。
隨后,研究人員收集了馬糞,從中進(jìn)行分離并且最終確定由墨汁鬼傘蘑菇產(chǎn)生的Copsin 正是這種起到抗菌作用的活性化合物。進(jìn)一步的研究表明,Copsin 通過與細(xì)菌細(xì)胞壁形成的一個(gè)必需結(jié)構(gòu)單元相結(jié)合從而破壞了細(xì)胞壁的合成最終殺死細(xì)菌。細(xì)胞壁可以看作是細(xì)菌的阿喀琉斯之踵,因此當(dāng)細(xì)菌細(xì)胞壁的合成受到破壞之后,通常細(xì)菌都會迅速死亡。值得注意的是,與以往的許多破壞細(xì)菌細(xì)胞壁合成的抗生素不同,Copsin與細(xì)菌細(xì)胞壁必需結(jié)構(gòu)單元之間的結(jié)合方式是非常獨(dú)特的,這種獨(dú)特的結(jié)合方式使得Copsin具備了對抗細(xì)菌耐藥性的生物活性。從化學(xué)成分的角度來看,Copsin是一種類似于"防御素"的蛋白質(zhì),而傳統(tǒng)的抗生素往往都是非蛋白質(zhì)類的小分子化合物。通常,人體本身也會在自身的皮膚和黏膜組織中產(chǎn)生某些防御素來保護(hù)自己免受感染。
隨著研究的深入,研究人員發(fā)現(xiàn)畢赤酵母的代謝產(chǎn)物中也含有Copsin。為了獲取更多的Copsin,他們目前正在使用能夠提供可控條件和無菌環(huán)境的生物反應(yīng)器,通過加入液體培養(yǎng)基進(jìn)行畢赤酵母的發(fā)酵,然后經(jīng)過純化分離最終獲得Copsin。整個(gè)過程相對比較漫長,畢赤酵母的培養(yǎng)需要5天的時(shí)間,之后才可以收集細(xì)胞進(jìn)行分離純化步驟。
值得一提的是,Copsin是一種非常穩(wěn)定的蛋白質(zhì),能夠耐受100攝氏度的高溫以及強(qiáng)酸性環(huán)境,甚至在經(jīng)過一些酶的處理之后仍然能夠保持活性。此外,Copsin可以殺死多種病原菌,例如能夠?qū)е聡?yán)重食品中毒的李斯特菌。上述這些特性使得其未來的應(yīng)用前景極為廣泛,諸如在制藥工業(yè)、食品工業(yè)以及產(chǎn)品涉及到高溫和強(qiáng)酸環(huán)境的一些領(lǐng)域。
需要特別說明的是,到目前為止,Copsin是否能夠在實(shí)際應(yīng)用中取代傳統(tǒng)抗生素作為一種新的抗生素來使用,這一點(diǎn)還有待于進(jìn)一步的研究,尤其是Copsin對人體安全性方面的考量。盡管如此,一個(gè)簡單卻有趣的事實(shí)卻值得我們深思,特別是對于那些致力于尋找新型抗生素的科學(xué)家們,那就是大自然中的真菌利用防御素以及其他天然的抗生素基質(zhì)在數(shù)以百萬年的時(shí)間里來成功地保護(hù)自身免受各種細(xì)菌的侵害,而人類作為治病救人的抗生素僅僅在使用了短短的70年之后就產(chǎn)生了嚴(yán)重的細(xì)菌耐藥性問題?;蛟S,我們可以把目光轉(zhuǎn)移到真菌身上,從中去找到一些答案。
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