免疫系统针对维生素B12途径中和细菌

全世界有将近18亿人感染了结核分枝杆菌(Mtb)，这是一种常见且偶而致命的细菌，每年引起数百万例结核病。这种细菌已经与人类进化了数千年，为自己的利益设计了从人类宿主中劫持养分的方法。人类具有同样复杂的反击方式。

在《科学》杂志上发表的一项新研究中，由密歇根医学研究人员领导的一个团队与哈佛大学的合作者一起，发现了一种特定的机制，免疫系统使用的一种名为“衣康酸酯”的“武器”以Mtb为目标。

研究人员直到最近才发现衣康酸酯在受到攻击时会由免疫系统大量产生。到目前为止，衣康酸酯如何解除引起疾病的细菌的武装还是一个谜。

Mtb隐藏在人体免疫细胞内，利用胆固醇获取生长和增殖所需的能量。在此过程中，细菌会产生一种有毒的中间体，称为丙酸酯，必须将其清除。

丙酸酯处置的一种策略依赖于源自人宿主的维生素B12。“ B12是一种非常有趣的维生素，因为它是我们细胞所需的非常低的浓度，也许是维生素中最低的一种，但它对生命至关重要，”生物化学教授，高级生Ruma Banerjee博士说。新论文的作者。

六十多年前就发现了一种具有生物活性形式的维生素，称为辅酶B12，它参与细胞代谢。辅酶B12可以在细菌和人类细胞中发生非常复杂的化学反应，因为它会释放自由基或未成对的电子，从而使化学反应极富挑战性。

通常，自由基非常不稳定，因此寿命短。“在体内，自由基会引起细胞和DNA损伤，因为它们具有很高的反应性，” Banerjee说。她解释说，辅酶B12产生的这对自由基(称为双自由基)是如此反应性，以至于提出了一个问题，即该酶如何能够包含和使用它。

研究小组能够证明衣康酸酯的活化形式，即衣康酸-辅酶A，能阻断结核菌中B12依赖的途径，阻止其利用丙酸酯生长。它通过诱骗来做到这一点，“诱使B12依赖性酶利用衣康酰辅酶A作为底物，然后导致其中一个自由基自杀”，Banerjee说。

此外，衣康酸-辅酶A /辅酶B12反应产生了稳定的双自由基，持续了一个多小时，而不是迅速消失。这使生物化学系的主要作者Markus Ruetz博士与UM化学系的Markos Koutmos博士领导的结构生物学小组合作，可以生长出含有并获得其3D结构。

鲁兹说：“这是任何人第一次见到这种极端现象。”Koutmos补充说：“了解酶如何利用这种反应性也许可以使我们改变方法的用途，并且在化学方面具有无价的价值。”

这一新发现也可能开始解释为什么人口中3%至5%携带突变的基因。Banerjee说：“ CLYBL基因突变的人没有明显的不良反应，只是其B12含量略低。”他推测这可以为感染提供优势。

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