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港大化學系成功合成複雜結構抗菌藥「達托霉素」
有望助研發新一代抗菌藥
2013年04月25日
由香港大學化學系助理教授李學臣領導的研究團隊,最近成功研發出一個能有效合成出蛋白質的方法, 其研究成果剛於國際權威學術雜誌 <<美國國家科學院院刊>>的在線期刊刊登。 此外, 他們利用同一方法合成出抗菌藥「達托霉素」的文章,亦剛於另一國際學術雜誌 <<美國化學學會期刊>>的在線期刊發表。在此之前,結構複雜的「達托霉素」合成從未被報導過。李博士研究團隊的研究成果, 將有助於新型抗菌藥的發展。
細菌感染一直是人類的大敵。 有賴於各種抗菌藥如抗生素的面世, 很多因細菌感染引致的疾病都能有效地被醫治。 然而, 細菌不會坐以待斃,它們可以很快地發展出針對抗菌藥的抗藥性, 使抗菌藥的藥效大大降低,甚至使其完全失效。「超級細菌」(市面上無任何抗菌藥可將其殺死的細菌) 的出現對人類來說是一個警號—人類缺乏有效的抗菌藥去對付細菌感染。 因此,新型抗菌藥的研發可謂尤其重要。
李學臣博士領導的研究團隊一直致力研發新型抗菌藥。過去三年,團隊一直在努力尋找有效的方法合成「達托霉素」。它是一種從細菌 Streptomyces roseoporus 分離出來的肰類化合物, 於2003年得到美國食品藥品監督管理局(FDA)認可成為一肰類抗菌藥,專門用於治療皮膚感染上。 到目前為止, 針對「達托霉素」的抗藥性尚未被發現, 但無可否認, 細菌發展出對「達托霉素」的抗藥性只會是時間的問題。 為了應付未來很可能出現的抗藥性, 包括團隊內的很多研究小組,都希望能夠研發出「達托霉素」的類似物,以發展具備更高藥效的新型抗菌藥。 然而,「達托霉素」現在只能靠發酵的方式獲得, 在此方法下, 改變其結構可謂非常困難,大大限制了其類似物的研發。 有見及此,李博士團隊嘗試用化學方法合成「達托霉素」及其類似物,不過,「達托霉素」複雜的環狀結構大大增加了其合成的難度。 經過三年來的不斷嘗試,團隊終成功合成出「達托霉素」分子。 是次成功意味著他們可輕易改變「達托霉素」的化學結構, 對其類似物的化學合成來說是一個重大的突破。
團隊計劃合成各種「達托霉素」類似物,希望研發出新一代抗菌藥,有關研究可望於數年內取得成果。
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http://www.scifac.hku.hk/news/media?page=1
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李學臣博士及其團隊
李學臣博士於美國哈佛大學取得其博士學位, 並曾於Memorial Sloan-Kettering Cancer Center 從事博士後研究工作。 於2009年,李教授轉到香港大學任教,並成立了一個研究團隊,專門從事化學生物學及藥物化學方面的研究。
相關文獻
<<美國國家科學院院刊>> (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)
“Protein Chemical Synthesis by Serine and Threonine Ligation”
http://www.pnas.org/content/early/2013/04/04/1221012110.full.pdf+html
<<美國國家科學院院刊>> 是美國國家科學院的官方雜誌,其內容涵 括物理學、生物學及社會科學,是一重要的科學雜誌。
<<美國化學學會期刊>>(Journal of The American Chemical Society)
“Total Synthesis of Daptomycin by Cyclization via a Chemoselective Serine Ligation”
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja4012468
<<美國化學學會期刊>> 由美國化學學會發佈,是化學雜誌中被引用次數最多的雜誌。
抗生素及抗藥性研究發展
細菌感染一直是致命的疾病,直到1928年,第一隻抗生素「盤尼西林」的發現令大部分因細菌感染引致的疾病可被醫治。 然而, 細菌可通過快速突變對抗生素產生抗藥性, 使其失效,它們甚至可將產生抗藥性的基因傳給下一代。 當一種抗生素被人類廣泛使用時,其藥效會因為抗藥性的出現而逐漸失去。 針對抗藥性的出現,新型抗菌藥的研發可謂十分重要。 以「盤尼西林」為例,當針對其的抗藥性出現後, 各種以「盤尼西林」為基礎的新型抗生素便相繼地被研發並投入市場,當中包括「苄青霉素」、「氨苄青霉素」、 「氟氯西林」、 「雙氯西林」、 「甲氧西林」、 「羧苄青霉素」、 「替卡西林」和哌拉西林」等。不過, 現今抗菌藥的研發速度落後於抗藥性出現的速度,在可見的將來,市面上有效的抗菌藥將不足以應付人類的需要,各種「超級細菌」的出現可引證此問題的嚴重性。 其中一個例子是對「甲氧西林」有抗藥性的Staphylococcus aureus (MRSA)。 MRSA 被視為香港其中一隻最重要的超級細菌, 並已在醫院及社區引起很高的發病率及死亡率。 最近, 一些任何抗菌藥都對其無效的革蘭氏陰性類超級細菌相繼地在印度、英國及巴基斯坦被發現,並迅速地蔓延至全世界,對人類社區來說是一大危機。 因為其高抗藥性及高致命率, 愈來愈多超級細菌的出現意味著人類有可能需要回到未有抗生素的時期, 以傳統藥物對付超級細菌感染引致的疾病。