新加坡国立大学骆敏团队在抗生素开发领域取得重要进展
新加坡国立大学骆敏团队在抗生素开发领域取得重要进展
新加坡国立大学生物科学系骆敏助理教授团队在抗生素开发领域取得重要进展。该团队采用多学科方法,结合生物化学、细胞生物学、计算生物学和结构生物学技术,如冷冻电子显微镜(cryo-EM),探索细菌细胞分裂和细胞间通讯的基本问题。其主要目标是开发天然肽类抗生素,以应对传染病中的多药耐药性这一关键挑战,并设计抗病毒肽类药物,以应对未来的流行病。
研究背景
细胞壁重塑和细胞间通讯是微生物学中的关键过程,对细菌细胞分裂至关重要,且是抗生素开发的理想靶点。通过探索这些过程背后的机制,研究团队旨在发现新的抗生素靶点,以应对全球迫在眉睫的抗菌素耐药性(AMR)危机。研究的一个重要重点是开发创新的抗生素,例如兰硫肽。这类天然存在的抗菌肽由细菌产生,抑制竞争物种的生长。与传统抗生素不同,兰硫肽靶向细菌膜,提供了一种有希望的替代方案,减少了耐药性发展的风险。
研究内容与成果
研究团队在过去一年中发表了五篇高影响力的文章:
- Li J.W., He Y.T., Xu X., Alcorlo M., Shi J., Roper D.I., Hermoso J., Sham L.T., Luo M. eLife. 2024. https://elifesciences.org/reviewed-preprints/94336
本研究首次对大肠杆菌中的FtsEX系统进行了详尽的结构分析,揭示了ATP结合如何激活该复合物以调控AmiB酶的活性,AmiB对细胞壁的切割至关重要。
- Xu X., Li J.W., Chua W.Z., Pages M.A., Shi J., Hermoso J.A., Bernhardt T., Sham L.T., Luo M. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2023. DOI: 10.1073/pnas.2301897120
这篇文章揭示了FtsEX-EnvC复合物如何激活酰肽酶来调控细胞分裂过程中的肽聚糖水解,揭示了跨物种保守的细菌调控机制,为抗生素开发提供了潜在的靶点。
- Li J.W., Xu X., Shi J., Hermoso J., Sham L.T., and Luo M. Nature Communications. 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-43770-6.
本研究探讨了FtsEX系统在结核分枝杆菌中的RipC酶调控机制,提供了细菌分裂机制中潜在抗生素靶点的重要见解。
- Yu L., Xu X., Chua W.Z., Feng H., Ser Z., Shao K., Shi J., Wang Y., Li Z., Sobota R.M., Sham L.T., and Luo M. Nature Communications. 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-42852-9
这一突破性研究揭示了革兰氏阳性细菌群体感应中肽分泌的结构基础。研究团队确定了ComA酶上的一个关键结合位点,提供了一个有前景的靶点,旨在开发干扰细菌通讯的抗菌疗法。
- Li Y.F., Shao K., Li Z.X., Shi J., Xiao Y.B., Luo M. Nature Communications. 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-51600-6
在这篇文章中,研究团队介绍了一类新的兰硫肽合成酶KC亚类,揭示了它们的结构和功能。研究详细描述了在不同的肽结合状态下形成功能性二聚体的过程,提供了关于兰硫肽修饰的重要见解。该研究强调了这些酶在开发新型抗生素中的治疗潜力。
未来展望
骆敏助理教授领导的研究团队将继续深入探索细菌细胞分裂和细胞间通讯的基本问题,以创新为动力,为全球抗感染治疗提供新的解决方案。
新加坡国立大学广州创新研究院主要围绕智慧城市、信息和通讯、电子科技、先进制造、人工智能、生物科学和金融科技七大领域展开科研工作。依托新国大世界级的科研实力,研究院从新国大引进数十名教授、副教授及助理教授作为学术带头人,带领本地科研团队积极推进科学研究、成果转化以及博士后培养计划。