來(lái)自美國能源部（DOE）SLAC國家加速實(shí)驗室的科學(xué)家們在實(shí)驗中揭示了攻擊幽門(mén)螺旋桿菌（Helicobacter pylori）的潛在新途徑，這種細菌可以引起潰瘍，并可顯著(zhù)提高形成胃癌的幾率。相關(guān)論文發(fā)表在12月9日的《自然》（Nature）雜志上。

    研究人員經(jīng)過(guò)五年的努力，利用來(lái)自SLAC斯坦福同步輻射光源（SSRL,Stanford Synchrotron Radiation Lightsource）獲得了這一突破性的成果。幽門(mén)螺旋桿菌是一種能夠生存在強胃酸環(huán)境下的頑強細菌。世界上有至少一半的人群攜帶幽門(mén)螺旋桿菌，數億人因此忍受多種健康問(wèn)題；當前的治療采用的是一種復雜的療法：胃酸抑制劑結合抗生素。
 

    論文的主要研究者、加州大學(xué)歐文分校研究人員Hartmut Luecke 說(shuō)“我們正在尋找一種方法，能夠破壞幽門(mén)螺旋桿菌自我保護對抗胃酸的機制。在這項研究中，我們破譯了一個(gè)非常有希望的藥物靶點(diǎn)的三維分子結構。”Luecke和研究小組將焦點(diǎn)放在了幽門(mén)螺旋桿菌利用的一些稱(chēng)作HpUreI的小通道上，借助于這些小通道，胃液中的尿素得以進(jìn)入幽門(mén)螺旋桿菌；隨后這一化合物被分解為氨（ammonia），用來(lái)中和胃酸。阻斷這些通道將使這一保護系統喪失功能，從而促成對幽門(mén)螺旋桿菌感染者的新治療。
 

    解析通道的結構，找到靶向的特定區域，并非是一件易事。這些通道是由嵌入在細菌細胞膜中的蛋白質(zhì)構成。眾所周知膜蛋白非常難以結晶，而這正是利用蛋白質(zhì)晶體學(xué)這一測定蛋白質(zhì)結構主要技術(shù)的先決條件。蛋白質(zhì)晶體學(xué)技術(shù)利用結晶蛋白質(zhì)中電子反彈的X射線(xiàn)來(lái)生成實(shí)驗數據，然后利用這些數據構建出蛋白質(zhì)原子排列的三維圖像。在這一實(shí)驗中存在的一個(gè)挑戰就是，膜蛋白特別難于形成高質(zhì)量的晶體。

    Luecke說(shuō)：“我們需要生成和篩查數以千計的晶體。”SSRL 結構分子生物學(xué)部門(mén)主任Mike Soltis 說(shuō)：“我們收集了100多個(gè)數據集，嘗試了很多的結構測定技術(shù)。” 最終Soltis與Luecke以及他的研究小組構建出了原子結構的3維圖像。圖像顯示這一尿素通道的6個(gè)分子環(huán)嵌入在幽門(mén)螺旋桿菌的細胞膜中。尿素通過(guò)每個(gè)通道分子的中央。每個(gè)環(huán)的中央充斥著(zhù)有序的脂質(zhì)雙分子層。這一從前未曾觀(guān)察到的六聚通道結構為尿素和原核生物及古生菌中其他的小酰胺溶質(zhì)（amide solute）提供了新的滲透模式。

    Luecke 說(shuō)：“這是自1984年我從事這一領(lǐng)域以來(lái)，注釋過(guò)的最難的結構。你必須去嘗試各種各樣的方法，在這一過(guò)程中的每一步我們都在竭力解析這些結晶。現在我們獲得了它的結構，我們到達了最令人興奮的部分——期望建立特異的、安全的、有效的途徑來(lái)靶向這一病原體，然后清除它。”