世界上超过一半的人群胃中都寄居着一种称之为幽门螺杆菌的细菌，尽管其对很多人无害的，但幽门螺杆菌会引发胃癌、胃溃疡和其它胃病，目前临床医生更倾向于给患者用多种抗生素来抵御这种细菌，但这种策略常常会引发幽门螺杆菌产生抗生素耐药性。近日，一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中，来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究开发出了一种新方法，研究者确定了一种特殊的蛋白分子结构，其能够促进幽门螺杆菌在胃部存活，同时研究者还阐明了这种特殊蛋白的作用机制。

图片来源：UCLA

研究者Z. Hong Zhou表示，本文研究有望回答自2005年幽门螺杆菌被发现以来科学家们一直力求解决的问题，由于拥有特殊的尿素通道，因此幽门螺杆菌常常能够在胃部的恶劣环境中生长繁殖，细菌内膜中的特殊蛋白能够检测环境中的酸性并扮演“门”的角色，当胃部环境的酸性程度增加时，幽门螺杆菌中的尿素通道就会打开让尿素化合物进入细胞，正常情况下尿素会被作为废物从尿液中排出，但研究者在人类机体胃部中也发现了较小浓度的尿素，幽门螺杆菌会利用尿素作为原料来抵御胃中杀灭细菌的酸性环境。

文章中，研究者利用冷冻电镜技术（cryo-EM）揭示了幽门螺杆菌尿素通道的三维分子结构（开启和关闭时），通过对比尿素通道开启和关闭时的差异或能为研究者提供更多细节信息，同时cryo-EM的成像结果还能提供此前研究者并不知道的信息，对于理解这种特殊蛋白的活性至关重要。

此外研究者还开发出了工程化的尿素通道变异体，其能将不同的氨基酸改组成为关键点，随后研究者在不同酸性水平下检测了上述变异体来观察哪些替代物能够干扰蛋白质的作用；相关研究结果能帮助研究者鉴别出感知酸性并改变形状促进尿素进入细胞中的尿素通道特殊部分。

本文研究结果有望帮助研究人员开发新方法，通过干扰幽门螺杆菌的生存机制来更有效抵御该菌引发的感染。最后研究者Zhou表示，幽门螺杆菌的尿素通道或能作为一种新型的药物靶点来帮助开发清除该菌感染的新型疗法，后期我们还将深入研究开发抑制幽门螺杆菌感染的新型手段。

原始出处：Yanxiang Cui, Kang Zhou, David Strugatsky, et al. pH-dependent gating mechanism of the Helicobacter pylori urea channel revealed by cryo-EM, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aav8423

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