阿卡波糖是一种常用的抗糖尿病药物,通过抑制分解复杂碳水化合物的人体酶来帮助控制血糖水平。现在,普林斯顿大学研究人员Mohamed Donia的实验室的新研究表明,口腔和肠道中的一些细菌可以使阿卡波糖失活,并可能影响药物的临床性能及其对人体微生物群中的细菌成员的影响。这篇论文发表在网上和2021年12月2日的《自然》杂志上。
“许多研究清楚地表明,人类微生物群,即生活在人体和人体上的微生物的集合,可以影响我们的健康、疾病以及对各种治疗干预措施的反应能力。普林斯顿大学分子生物学系副教授Mohamed Donia说:“然而,在分子和机械水平上定义这种效应的案例仍然相对罕见——这正是我们在这项研究中要做的。”
阿卡波糖最初是从土壤中的细菌中分离出来的。这些细菌分泌阿卡波糖来阻碍环境中其他类型细菌的生长,从而使自己具有竞争优势。天然的细菌版本和药物阿卡波糖都能抑制a-葡萄糖苷酶,这种酶由人类和细菌表达,可以将复杂的糖分解成可代谢为能量的形式。
但是,产生阿卡波糖的细菌也表达一种解毒剂——一种叫做阿卡波糖激酶的酶,它能修饰阿卡波糖,使其失去活性。Donia和他的同事,由研究生Jared Balaich(2021年博士)领导,假设阿卡波糖失活的能力可能不仅仅是土壤细菌,也可能被人类微生物群的细菌所利用。
在与Donia合作的软件工程师Abhishek Biswas的帮助下,研究小组从人类微生物组中寻找DNA序列,以识别他们预测会使阿卡波糖失活的酶。“我们的研究发现了70个潜在的相关基因,”Balaich说。
为了探究这些新发现的基因的作用,研究人员合成了一个选定的基因子集的DNA序列,并纯化了9种产生的酶。进一步的研究表明,在试管中,除一种酶外,所有酶的功能与阿卡波糖激酶相似,并阻断了阿卡波糖的活性。
当这些新发现的酶中最常见的基因被添加到一种通常缺乏阿卡波糖灭活酶的口腔细菌中,这种细菌对阿卡波糖的作用产生了抗药性。
最后通过与普林斯顿大学的合作,研究人员使用x射线晶体学探索这个新发现的酶与阿卡波糖和显示,它在结构上类似于土壤细菌的阿卡波糖激酶。
研究人员将新发现和特征化的人类微生物组蛋白家族称为“microbiome-derived acarbose kinases(微生物组衍生的阿卡波糖激酶)”,简称Maks。
表达Maks的细菌很可能对阿卡波糖有抗药性。研究人员发现,人类消化道细菌中含有大量的Maks酸:它们主要存在于口腔和肠道细菌的三大类或门中,这三大类细菌在世界各地的人类中都很普遍。这表明,许多人体内可能存在能够中和一种重要的抗糖尿病药物的细菌。
“这对我们来说是没有意义的:为什么生活在健康人体内的细菌会对阿卡波糖产生一种非常特殊的耐药性机制,因为这些人中绝大多数从未接触过这种药物?”Donia说。
为了探索Maks是否会影响阿卡波糖治疗糖尿病患者的有效性,Donia得到了罗格斯大学应用微生物学教授赵丽萍的帮助。赵丽萍最近完成了一项人体临床试验,探索饮食、肠道微生物群和II型糖尿病之间的相互作用。幸运的是,在这项试验中,一小群患者在没有任何额外干预的情况下接受了阿卡波糖治疗——这是一个理想的数据集,可以探索Maks对阿卡波糖治疗的潜在影响。
普林斯顿大学的研究人员发现,生活在人类消化道的微生物可以使降糖药阿卡波糖失活,这可能会影响药物对患者的疗效和对微生物组的影响。通过追踪这一机制,研究小组发现了一种新的微生物群落编码的酶,叫做Mak1,它能修饰阿卡波糖,使其失活。这张图描绘了Mak1与药物阿卡波糖结合的晶体结构(黑色、红色和蓝色的棒状结构)。(Caitlin Sedwick)
凡注有"环球传媒网"或电头为"环球传媒网"的稿件,均为环球传媒网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为"环球传媒网",并保留"环球传媒网"的电头。
- 即食燕窝需不需要放冰箱冷藏 即食燕窝常温2022-06-14
- 今日快讯:感恩老师的精品图片推荐 感恩教2022-06-14
- 最新资讯:lol英雄排名 LOL史上十大最强英2022-06-14
- 快资讯丨右脑型思维者 你们是属于左脑还是2022-06-14
- 热门:母乳喂养大本营 乳汁是这样分泌的2022-06-14
- 【快播报】见男友的小tips 突然火起来的见2022-06-14
- 今日播报!环保小制作图片 牛奶盒盒子都有2022-06-14
- 今日报丨闭嘴用英文怎么说?“闭嘴”再用shu2022-06-14
- 每日精选:苍蝇怎么驱赶有效?苍蝇怕什么?苍2022-06-14
- 每日视讯:卡多雷风铃是什么?风铃花简单介2022-06-14
- 精选!55bbs我爱购物网怎么样?免费二级域名2022-06-14
- 今日视点:低音炮功放有哪些?低音炮功放板2022-06-14
- 要闻速递:二战国语电影有哪些值得看?免费2022-06-14
- 快播:梁颖和罗冠军(梁颖罗冠军照片)2022-06-14
- 每日速读!qq密码多少位?qq密码一般是几位数2022-06-14
- 为什么有人吃蓝莓舌头不变黑?为什么吃蓝莓2022-06-14
- 涌泉艾灸一次多长时间 艾灸灸涌泉可以祛湿2022-06-14
- 幸媛情感学苑挽回婚姻怎么样,真实修复案例2022-06-14
- 燕窝早吃和晚吃的区别 吃燕窝有什么忌口或2022-06-14
- 燕窝的口感什么样最好 燕窝没有炖熟吃了2022-06-14
- 燕窝适合什么样的人群使用 为什么爪哇燕窝2022-06-14
- 泡脚时出现心慌心悸 泡脚胸闷气短是怎么回2022-06-14
- 大燕条和燕盏哪个好? 燕盏和燕碎的营养区2022-06-14
- 家里的艾草能直接泡脚吗?艾叶为什么不能2022-06-14
- “永远跟党走,喜迎二十大 ”将军笔会在昆2022-06-14
- 燕窝炖出来有霉味是什么原因 燕窝为什么有2022-06-14
- 热门:蹦迪基础舞步分享学习 蹦迪入门动作2022-06-14
- 每日短讯:妮可里奇是什么?2020妮可里奇街拍2022-06-14
- 重点聚焦!淡菜怎么洗?淡菜怎么洗最干净最方2022-06-14
- 【速看料】用路由器上不了网怎么办?无线路2022-06-14