银自古以来就是一种良好的抑菌剂。银制品在古代就被用来盛放牛奶从而减缓牛奶变质腐烂，此外银离子及其化合物对某些细菌、病毒、藻类以及真菌显现出毒性，但对人体却几乎是完全无害的。银的相关化合物也曾在第一次世界大战时广泛用于防止士兵的伤口感染。然而，随着抗生素的出现，银制剂慢慢淡出了人们的视野。近年来，由于抗生素的滥用导致了“超级细菌”耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）甚至耐万古霉素金黄色葡萄球菌（VRSA）的出现，这些金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一种极具危害的人类病原菌，既可引起轻微的皮肤化脓感染，也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等，甚至败血症、脓毒症等全身感染。由于耐药性的出现，导致了临床上大量抗生素的失效，在人们在对此束手无策之际，科学家们再次拾起了古老而有效的武器——银。而令人兴奋的是，科学家们发现银离子不仅能有效抑制各种耐药菌，更为重要的是银还能增强抗生素的抑菌谱。那么，银离子为什么历经千年后对细菌还有这么显著的杀菌效果？银离子剿灭金葡菌的具体机制到底是什么了？
近日，中山大学化学学院孙红哲教授-夏炜副教授研究团队似乎给出了答案。他们利用等电点聚焦液相色谱-凝胶电泳柱-电感耦合等离子体质谱联用技术（LC-GE-ICP-MS）鉴定出了金黄色葡萄球菌中银离子作用的重要药物靶点，他们发现巯氧还原蛋白（酶）系统为银离子抑制金黄色葡萄菌的重要作用靶点。巯氧还原蛋白（酶）系统为金黄色葡萄球球菌抵抗氧化自由基损伤的重要防御武器。更为重要的是，相比于其他病原菌常常具有两套防御体系来清除氧化应激损伤，巯氧还原蛋白（酶）系统是金黄色葡萄球球菌保护自身免受氧化自由基攻击的重要保护屏障。孙红哲教授-夏炜副教授研究团队采用分子生物学、化学生物学、金属蛋白质组学等多学科手段，表达并纯化了巯氧还原蛋白（酶）系统的两个关键性蛋白，巯氧还原蛋白（Trx）和巯氧还原蛋白酶（TrxR）。他们发现银离子能快速不可逆的结合在巯氧还原蛋白（Trx）和巯氧还原蛋白酶（TrxR）的关键活性自由巯基位点，并诱导了蛋白多聚体的形成。因此，银离子能通过同时抑制巯氧还原蛋白（酶）系统的关键酶和关键底物，从而双重抑制该系统的功能，进而彻底破坏金黄色葡萄球菌应对氧化自由基的防御体系，从而对金黄色葡萄球菌达到快速有效的剿杀作用。
图一. 银离子靶向金黄色葡萄球菌巯氧还原蛋白（酶）系统的示意图
这一研究成果最近发表在Inorganic Chemistry 上。论文第一作者是中山大学化学学院博士研究生廖向文，孙红哲教授和夏炜副教授为共同通讯作者。
该论文的作者为：Xiangwen Liao, Fang Yang, Hongyan Li, Pui-Kin So, Zhongping Yao, Wei Xia, Hongzhe Sun
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Targeting the Thioredoxin Reductase-Thioredoxin System from Staphylococcus aureus by Silver Ions
Inorg. Chem., 2017, 56, 14823-14830, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.7b01904
夏炜博士简介
夏炜，中山大学副教授。2011年于香港大学获得博士学位，2011年至2014年在美国哈佛大学医学院从事博士后工作，2014年11月起就职于中山大学。
研究领域主要围绕着抗菌药物的作用机制，病原菌重要毒素蛋白结构及其抑制剂开发等领域开展工作。在相关研究领域以第第一作者或通讯作者发表SCI论文数，其中包括PNAS，J. Am. Chem. Soc., Chem Sci, J. Biol. Chem, Inorg. Chem. 等。
http://www.x-mol.com/university/faculty/15395
孙红哲教授简介
孙红哲，中山大学化学学院教授，香港大学化学系教授。国家杰出青年基金获得者，香港裘槎基金“高级成就奖”，香港大学杰出研究者奖以及香港大学杰出研究生导师奖，中组部千人计划专家。1996年获得英国伦敦大学博士学位。
研究发展方向包括金属蛋白质结构与功能，金属（蛋白质）组学，小分子金属荧光探针设计与合成，金属药物作用机制研究。迄今发表相关论文共150余篇（影响因子大于3的论文78篇），他引5900余次，H指数40。
http://www.x-mol.com/university/faculty/15391
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