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以毒攻毒!教你用霍亂對付霍亂

2014/07/05 | | 標籤:

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

201426press

以其人之道,還治其人之身」— 朱熹《中庸集注》。以往為人處事的道理,現在被科學家們拿來對付霍亂!

霍亂是一種透過霍亂弧菌感染的疾病,往往來自不乾淨的飲水或受污染的食物,當細菌進入消化道,其釋放的霍亂毒素便會攻擊腸道細胞,引發急性腹瀉,能在數小時內造成脫水甚至死亡。傳統上治療霍亂的方法是使用抗生素,不過最近在Angewandte Chemie期刊上發表的研究提供了不一樣的途徑[1],科學家們改變以往針對霍亂弧菌的策略,轉而想直接對付霍亂毒素。

霍亂毒素的結構呈五角花瓣狀(花辦部分並不具毒性),它之所以能準確攻擊腸道,在於每片花瓣結構都能辨識腸道細胞表面的特殊醣酯-GM1,並與上面的醣類單元做結合,使毒性結構影響腸道。現在,科學家們反過來利用毒素結構與GM1連接的特性,他們設計了ㄧ種抑制劑,以原本的霍亂毒素為骨架,在五角花瓣部分分別接上五條醣類配基,該配基具備和GM1上相同的醣類單元;當毒素遇到抑制劑,毒素便會辨認出抑制劑上的GM1結構,進而捨棄腸道轉而與抑制劑結合。

由於毒素和抑制劑的結構大小、連接點之間的距離都完美對應,他們倆就像天生一對,如膠似漆。當使用抑制劑時,毒素會被它牢牢抓住,避免影響腸道。

雖然目前要合成抑制劑所需的醣類基團仍相對複雜,不過其蛋白質骨架已可達到工業量產的水平,科學家相信這種「以毒攻毒」的藥物設計概念,未來絕對可以更有效地應用到其他抑制劑開發上。

參考資料:

  1. A Protein-Based Pentavalent Inhibitor of the Cholera Toxin B-Subunit, Angewandte Chemie International EditionDOI: 10.1002/anie.201404397

資料來源:Binding at five sites: effective cholera inhibitor based on cholera toxins PHYS.ORG [July 4, 2014]

 

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關於作者

昱夫

PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。