由於抗生素濫用，近年來頻現的超級細菌正嚴重威脅著人類的生命健康。中國科學院武漢物理與數學研究所姜凌研究員指導的研究團隊成功捕獲磷酸傳遞過程中的蛋白質瞬態複合物，發現並提出 HisKA 家族組氨酸激酶行使磷酸酶活性的酶促反應機理。根據這一特點設計藥物，可只殺死細菌而對人體無害。
20 世紀 40 年代初，青黴素問世，標誌著抗生素時代的到來。其後，雨後春筍般湧現的抗生素幫助人類對付細菌感染性疾病。人們享受抗生素帶來的人口平均壽命增長、病人存活率上升等種種好處，同時面臨細菌耐藥這個全球性醫療難題。普通細菌作為一種生物體，本身具有抵抗藥物的能力，這種“耐藥”的本能由抗生素激發，也在人類濫用抗生素的情況下不斷加強，最終變異產生“超級細菌”。近 10 多年來，“超級細菌”名單越來越長，對公共衛生形成重大威脅。在後抗生素時代，即使是普通感染和輕傷也有可能致命。
雙組分信號轉導系統是細菌體內最重要的信號轉導系統，調控著細菌的大部分生命活動，細菌的雙組分信號轉導系統作為潛在的新型抗菌藥物靶標，一直是國際研究的熱點。雙組分信號轉導系統由組氨酸激酶和反應調節蛋白組成。如同接力賽中，隊員之間傳遞接力棒般，它們之間通過磷酸基團的傳遞實現信號的轉導，磷酸化後的應答調節蛋白則可以調控一些特殊基因的表達。組氨酸激酶蛋白是細菌的感應器，通過感知不同的環境條件從而做出相應的響應。
姜凌課題組通過與美國杜克大學及武漢病毒所的研究人員合作，成功捕獲磷酸傳遞過程中的蛋白質瞬態複合物。研究人員發現雙功能蛋白 HK853 酶活受 pH 調控，酸性環境下 HK853 會發生構象變化，使磷酸酶活性降低；研究人員進一步通過沙門氏菌的相關實驗，發現 pH 變化調控毒力因子的表達，進而影響了細菌侵染能力，從而提出 HisKA 家族組氨酸激酶行使磷酸酶活性的酶促反應機理。HisKA 家族為組氨酸激酶某一個蛋白家族名稱。
研究人員介紹，雙組分信號轉導系統目前只在細菌、古生菌和植物中有發現，而在人類和其他哺乳動物體內尚未發現。根據這一特點設計藥物，可將雙組分轉導系統作為藥物靶標，只殺死細菌而對人體無害。該研究結果對了解細菌信號轉導機制、耐酸性致病菌如沙門氏菌的毒力分泌機制以及新型抗菌藥物的研發均具有重要參考價值和指導意義。
該研究獲得了中國科技部、國家自然科學基金和美國國立醫學科學研究所的基金資助。（來源河北日報）
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