中大破解幽门螺旋杆菌在人胃内「以毒维生」机制

香港中文大学（中大）生命科学学院院长 黄锦波教授 及其团队，最近发表了一项研究结果，揭示幽门螺旋杆菌如何利用有毒物质 镍离子 ，激活可以中和人体胃酸的酵素，从而令该病菌能够在人胃中繁殖。这项发现有助开发对抗幽门螺旋杆菌的新药物。研究结果于今日 (12月5日) 在享誉国际的科学期刊《美国国家科学院院报》刊登。

幽门螺旋杆菌感染全球一半的人口，并会导致消化性溃疡、甚至胃癌，更是唯一能够在人胃高浓度酸性环境中生存的病菌。幽门螺丝杆菌之所以能够在人胃生存，因为它本身会产生尿素酶。这种酵素会将胃内的尿素分解，使之释放出氨，从而中和胃酸。然而，尿素酶需要接收镍离子才能发挥作用。黄教授指：「游离的镍离子本身是有毒的，因此幽门螺丝杆菌必须找到一种方法使镍离子传递至尿素酶，又不在细胞内释放有毒物质。」

幽门螺旋杆菌通过四种辅助蛋白UreE、UreF、UreG和UreH来传递镍离子。黄教授及其团队使用X射线晶体学作为分子显微镜，观察这些辅助蛋白如何协同合作，将镍离子输送到尿素酶，最终发现UreG辅助蛋白是输送镍离子的关键。UreG与三磷酸鸟苷 (GTP) 结合或水解后，其形状会改变，能够跟其他辅助蛋白产生相互作用。例如，UreG与GTP结合后，会跟UreE产生相互作用，但于GTP水解后则与UreF/UreH结合。黄教授说：「UreG允许镍离子从UreE通过UreG，最后传递至尿素酶。因为传递过程在辅助蛋白之间进行，有毒的镍离子没有机会进入细胞内造成破坏。」

由于幽门螺旋杆菌的存活依赖于尿素酶的活化，因此黄教授认为抑制镍离子的传递可作为对抗幽门螺旋杆菌感染的新策略：「由于幽门螺旋杆菌对抗生素的耐药性日益增加，我们希望在抗药性问题恶化之前，开发新的抗生素靶标。」研究团队正利用蛋白质结构来协助筛选能抑制尿素酶活化的药物。

黄锦波教授简介

黄锦波教授是现任中大生命科学学院院长，以及中大蛋白质科学与晶体研究中心副主任。他是蛋白质结构功能研究方面的专家，曾在《美国国家科学院院报》，《PLoS Biology》，《The Plant Cell》，《Nucleic Acids Research》，《Journal of Biological Chemistry》发表文章。他也是农业生物技术国家重点实验室（香港中文大学伙伴实验室）成员，并参与两个分别由中大生命科学学院 姜里文教授 （细胞器生物合成和功能研究中心）和 林汉明教授 （植物与环境互作基因组研究中心）带领的教资会卓越学科领域项目。

黄教授本科毕业于中大生物化学系，于剑桥大学获得博士学位，并在华盛顿大学接受博士后培训。他的研究工作得到香港研究资助局和香港特区政府食物及卫生局医疗卫生研究基金的资助。除了研究，他还热心于教育事业，于2013年获颁中大理学院模范教学奖，现时还担任中大善衡书院学生辅导长。

研究论文: “Structural insights into how GTP-dependent conformational changes in a metallochaperone UreG facilitate urease maturation” (2017) Proc. Natl. Acad. Sci. USA http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1712658114