抗生素是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重要的發(fā)現(xiàn)之一，自從 100 年前青霉素被發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)挽救了數(shù)百萬人的生命。
許多由細(xì)菌感染引起的疾病——如肺炎、腦膜炎或敗血癥——都能用抗生素成功治療。然而，細(xì)菌容易對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性，從而使醫(yī)生難以找到有效的治療方法，特別是近年來出現(xiàn)的多重耐藥且不受大多數(shù)抗生素影響的病原體，通常導(dǎo)致致命后果。因此，*的科學(xué)家都在尋找新的抗生素。哥廷根大學(xué)和馬克斯 - 普朗克生物物理化學(xué)研究所的研究人員現(xiàn)在描述了一種很有前途的新方法——“抗維生素（antivitamins）”。研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Chemical Biology》雜志上。
抗維生素是具有抑制真正維生素功能的物質(zhì)。一些抗維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與實(shí)際維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，這些維生素會(huì)阻礙或限制 “真” 維生素的作用。來自哥本哈根大學(xué)的 Kai Tittmann 課題組和 Max Planck 研究所的 Bert de Groot 課題組以及德州 A&M 大學(xué)的 Tadgh Begley 教授一起研究了一種天然抗維生素 B1 在原子水平上的作用機(jī)制。有些細(xì)菌能夠產(chǎn)生維生素 B1 的有毒形式，從而殺死競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)菌。抗維生素 B1 僅比天然的維生素 B1 多一個(gè)原子，而且是在看似并不重要的位置，因此這一研究也產(chǎn)生了一個(gè)令人興奮的研究話題：為什么這種變化可以毒死細(xì)菌。
Tittmann 的團(tuán)隊(duì)利用高分辨率蛋白質(zhì)晶體學(xué)來研究這種抗維生素是如何抑制細(xì)菌中樞代謝的一種重要蛋白質(zhì)的。研究人員發(fā)現(xiàn)，在功能正常的蛋白質(zhì)中觀察到的 “質(zhì)子的舞蹈” 被幾乎停滯了。“維生素中只要多出一個(gè)原子，就如同摻入齒輪中的一粒沙子，阻礙了它的微調(diào)機(jī)制，”Tittmann 解釋說。“有趣的是，人類蛋白質(zhì)能夠相對(duì)較好地應(yīng)對(duì)抗維生素并繼續(xù)發(fā)揮作用。” 化學(xué)家 de Groot 和他的團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)模擬來找到了原因 “人類的蛋白質(zhì)要么根本不與抗維生素結(jié)合，要么就不會(huì)‘中毒’。抗維生素對(duì)細(xì)菌和人類蛋白質(zhì)的影響之間的差異，為將來將其用作抗生素提供了可能性，從而創(chuàng)造了新的治療替代品。”
