一种抑制 DNA 裂解酶的全新方法通过聚集一种原本无毒的分子起作用。神户大学的这一发现可能带来一种抑制链球菌生长的迫切需要的方法。
酶是人体进行几乎所有反应的工具。但对于链球菌等细菌来说也是如此，链球菌会导致中毒性休克综合征，这是一种进展迅速且致命的疾病。当人体的白细胞试图用自己的 DNA 织网来捕获细菌时，链球菌会使用 DNA 裂解酶来切断网。阻断这种酶一直是开发抗击该疾病药物的热门目标，但尚未发现任何针对 DNA 裂解酶且不会以其他方式伤害人体的药物。
神户大学生物化学工程师丸山达男认为他和他的团队可能找到了一种方法。在研究一种名为“Mn007”的药物时，他们发现这种药物能够抑制一种牛 DNA 裂解酶，这种酶的功能与链球菌使用的酶非常相似。丸山解释说：“这是一个巧合，但我们发现只有 Mn007 的聚集体(“团块”)才能抑制这种酶。这是一种全新的抑制机制，因此我们决定研究这是否可能是治疗链球菌感染的有希望的候选药物。”
他们的研究结果发表在JACS Au杂志上，令人充满希望又好奇。他们首先证实，实际上只有聚集体才能抑制酶，这种作用是这种特定的 DNA 切割酶所特有的，并且不通过与 DNA 或其他物质的相互作用来介导。接下来，神户大学研究小组确保 Mn007 也能抑制细菌酶。最后，他们尝试这是否可以在原则上应用于链球菌感染。从以前的研究中得知 Mn007 对人体细胞无毒，因此他们在含有白细胞的人体血液中培养细菌，并向一些样本中添加 Mn007。事实上，当存在药物时，细菌的生长速度明显低于没有药物时，这表明 Mn007 的聚集体有助于白细胞控制细菌的生长。
这些实验室研究为进一步的研究打开了一扇令人兴奋的大门。首先，尽管他们发现了一种抑制 DNA 裂解酶(也称为“DNase”)活性的全新机制，但目前尚无人知道这种聚集体特异性抑制背后的机制是什么。Maruyama 表示：“目前，研究小组正试图通过模拟分子行为来了解 Mn007 聚集体如何与 DNase 相互作用并抑制其酶活性。”
但更大的问题即将出现：这种药物是否真的可以作为一种有效的治疗方法。研究人员满怀希望地写道：“Mn007 将成为 DNase 抑制剂用于治疗的第一例。由于化脓性链球菌感染会迅速恶化(几天内)，即使暂时抑制细菌生长也会显著改善患者的预后。”他们最后说：“我们相信分子聚集将为发现和开发这些酶的新型抑制剂提供一种合理的方法，从而为药物开发带来新的策略。”
这项研究由日本学术振兴会(拨款 19H05458、23H01774、21K14471、21H02885、23H02634)、日本医疗研究开发机构(拨款 JP24ek0109691、JP22bm0804028h0002、JP23fk0108675、JP23fk0108607、JP23wm0325037、JP23gm1610013)、中谷生物医学工程测量技术发展基金会(拨款 2022S230)和丰田物理化学研究所资助。该研究由藤田保健大学和名古屋市立大学的研究人员合作完成。
神户大学是一所国立大学，其历史可追溯到 1902 年创立的神户商业学校。目前，它是日本领先的综合研究型大学之一，拥有 10 个学院和 15 个研究生院，约 16,000 名学生和近 1,700 名教职员工。神户大学结合社会科学和自然科学，培养具有跨学科视角的领导者，创造知识并促进创新以应对社会挑战。
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