由於人類長久以來不當地使用抗生素，加上地球暖化與全球化，使細菌產生抗藥性的狀況日趨嚴重，在缺乏有效治療的情況下，抗藥性細菌已對人類健康形成重大威脅。因此，研發新型的抗生素以對付抗藥性細菌，是人類目前亟需努力的方向。
天然物（natural products）一向是抑菌劑的重要來源之一。為了尋找新的細菌轉醣酶抑制分子，中央研究院吳韋伸博士生（國防醫學院生命科學所）在中研院基因體中心翁啟惠院士與鄭婷仁博士指導下，研發出一種新型高效能篩選平台。透過這項技術，研究團隊篩選出 4 種天然物分子，可有效抑制細菌轉醣酶，未來可望進一步打造為新型的抗生素。本研究於近日發表於《美國化學學會期刊》（Journal of the American Chemical Society）。
在目前使用的抗生素中，有些抗生素的作用為阻止細菌的細胞壁之合成，細菌細胞壁的主要成份為胜肽聚醣（peptidoglycan），它是由盤尼西林結合蛋白（penicillin-binding protein）中的「轉醣酶（transglycosylase）」和「轉胜肽酶（transpeptidase）」催化合成。
針對「轉胜肽酶」的抗生素在過去已有顯著的進展，然而，目前可以抑制「轉醣酶」的化學分子卻是少之又少，且都尚未能發展成可供人類使用的抗生素。事實上，「轉醣酶」就座落在細菌細胞壁外圍，具容易與小分子接觸的特性，而且它也是細菌合成細胞壁時不可或缺的要素，非常適合做為對抗細菌的標的。因此，針對「轉醣酶」設計開發新型抗生素，成為現階段消弭抗藥性細菌的重要目標。
研究團隊本次首先研發出一種採用親和性分離的篩選平台（affinity-based search），此平台可以快速且高效率地分離並純化出細菌轉醣酶的抑制分子。透過這個機制篩選再經結構鑑定後，研究團隊找到 4 種天然物分子（TAN1532B、Bequinostatin E、Benastatin B、Albofungin）可有效抑制細菌轉醣酶。
這些天然物分子不僅能夠抑制細菌轉醣酶，更具有廣泛的抑菌效果，尤其是可以成功抑制抗藥性葡萄球菌與抗藥性腸球菌的生長。除此之外，其中一種分子（Albofungin）對大部分的革蘭氏陰性菌均能有效地抑制其生長，例如，它可以對抗鮑氏不動桿菌（Acinetobacter baumannii）、綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）與克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumonia），以及這些細菌的抗藥性突變株。
研究團隊表示，目前已與其他實驗室合作，測試相關分子對不同臨床抗藥性菌株的效果，並計劃以這些分子與細菌轉醣酶結合的結構，發展更有效的抗生素。
（首圖來源：Flickr/Andres Rueda CC BY 2.0）
