瘧疾是由原生生物瘧原蟲(chóng)所引起的疾病，根據(jù)世界衛(wèi)生組織公布，約50%全球人口身處瘧疾感染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，因此抗瘧疾的藥物開(kāi)發(fā)是刻不容緩的重要課題。中央大學(xué)生醫(yī)理工學(xué)院院長(zhǎng)、生命科學(xué)系王健家教授團(tuán)隊(duì)在基因研究方面取得重要突破，他們的研究為抗瘧疾藥物的開(kāi)發(fā)提供新線(xiàn)索。這項(xiàng)研究成果刊登在國(guó)際頂尖期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)。
王健家教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，蘇力菌（Bacillus thuringiensis）比其他細(xì)菌多攜帶一個(gè)Prolyl-tRNA synthetase（ProRS），這個(gè)ProRS是經(jīng)過(guò)基因轉(zhuǎn)移，從真核細(xì)胞轉(zhuǎn)移至細(xì)菌。然而，它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生改變，使其更像是細(xì)菌的ProRS，並對(duì)抗瘧疾藥物halofuginone（HF）產(chǎn)生抗性。
一般細(xì)菌只會(huì)攜帶一個(gè)細(xì)菌型ProRS，但是蘇力菌卻多攜帶一個(gè)真核型ProRS，這個(gè)真核型ProRS能有效辨識(shí)細(xì)菌型tRNA，並幫助蘇力菌抵抗環(huán)境壓力。照：王健家教授提供
基因是攜帶遺傳訊息的DNA序列，經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，細(xì)胞能將基因轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。這個(gè)過(guò)程中，aaRS（aminoacyl-tRNA synthetase）酵素會(huì)先將正確的胺基酸接到相對(duì)應(yīng)的tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸）分子上，再由tRNA將胺基酸運(yùn)送到核醣體上進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。aaRS是這一過(guò)程中的關(guān)鍵酵素，如果這個(gè)過(guò)程出現(xiàn)差錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能異常，進(jìn)而引發(fā)多種疾病。
一般來(lái)說(shuō)，aaRS的結(jié)構(gòu)在演化上非常穩(wěn)定，但是ProRS的結(jié)構(gòu)變異很大，細(xì)菌型和真核型ProRS有不同的tRNA偏好，無(wú)法互相替代。通常，細(xì)菌只會(huì)攜帶一個(gè)細(xì)菌型ProRS，但蘇力菌卻同時(shí)攜帶一個(gè)細(xì)菌型及一個(gè)真核型ProRS。令人驚訝的是，蘇力菌的真核型ProRS在演化過(guò)程中改變了結(jié)構(gòu)，使其能有效辨識(shí)細(xì)菌的tRNA，並幫助蘇力菌在不同環(huán)境壓力下生存，如高溫和氧化壓力。更重要的是，不同於其他已知的真核型ProRS，蘇力菌的真核型ProRS對(duì)抗瘧疾藥物HF的耐受性顯著提高。
目前國(guó)外已有多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在利用HF衍生藥物開(kāi)發(fā)治療瘧疾、弓形蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)等寄生生物感染的藥物。HF的結(jié)構(gòu)類(lèi)似於一種由中藥常山萃取出的化合物FF (febrifugine)，能有效抑制瘧原蟲(chóng)或其他寄生蟲(chóng)的ProRS，因此被寄予厚望，希望能早日應(yīng)用於臨床治療。王健家教授的研究為抗瘧疾藥物的研發(fā)提供新的方向和希望。