阿卡波糖是一種常用的抗糖尿病藥物，通過抑制分解復雜碳水化合物的人體酶來幫助控制血糖水平。現(xiàn)在，普林斯頓大學研究員 Mohamed Donia 實驗室的新研究表明，口腔和腸道中的一些細菌可以使阿卡波糖失活，并可能影響該藥物的臨床性能及其對人類微生物組細菌成員的影響。這篇論文發(fā)表在網(wǎng)上和 2021 年 12 月 2 日的《自然》雜志上。
“許多研究清楚地表明，人類微生物組，即生活在人體內(nèi)部和表面的微生物的集合，可以影響我們的健康、疾病以及對各種治療干預措施的反應能力。然而，仍然相對罕見的是在分子和機械水平上定義這種影響的情況——這正是我們在這項研究中打算做的事情，”普林斯頓大學分子生物學系副教授穆罕默德多尼亞說。
阿卡波糖最初是從生活在土壤中的細菌中分離出來的。這些細菌會分泌阿卡波糖來阻礙環(huán)境中其他類型細菌的生長，從而使自己具有競爭優(yōu)勢。天然細菌版本和藥物阿卡波糖都抑制α-葡萄糖苷酶，這是人類和細菌表達的酶，可將復雜的糖類分解成可以代謝為能量的形式。
但是產(chǎn)生阿卡波糖的細菌也表達了一種解毒劑——一種叫做阿卡波糖激酶的酶，可以修飾阿卡波糖，使其失去活性。由研究生 Jared Balaich (Ph.D. 2021) 領(lǐng)導的 Donia 及其同事假設(shè)，滅活阿卡波糖的能力可能不僅限于土壤細菌，也可能被人類微生物群落中的細菌所利用。
在與 Donia 合作的研究軟件工程師 Abhishek Biswas 的幫助下，該團隊搜索了人類微生物組的 DNA 序列，以確定他們預測會滅活阿卡波糖的酶。“我們的搜索確定了 70 個可能相關(guān)的基因，”Balaich 說。
為了探索這些新發(fā)現(xiàn)的基因的作用，研究人員合成了選定基因子集的 DNA 序列，并純化了九種產(chǎn)生的酶。進一步的研究表明，除了一種測試酶外，所有酶的功能都與阿卡波糖激酶相似，并在試管中阻斷了阿卡波糖的活性。
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