中国科学院上海药物研究所沈旭研究员课题组与蒋华良研究员课题组合作,成功解析了抗幽门螺杆菌(Hp)药物设计的重要靶点——二氨基庚二酸脱羧酶(DAPDC)的晶体结构,相关研究成果发表于美国《生物化学杂志》。
幽门螺杆菌是消化道溃疡、胃腺癌及胃淋巴癌的主要诱因,其有效药物治疗是消化病学研究热点。然而,抗生素滥用导致幽门螺杆菌对现有疗法耐药性日益增高,亟需开发新型抗菌药物。针对细菌独有代谢途径中的关键酶设计药物已成为重要策略,DAPDC正是理想靶标。
DAPDC属于IV型磷酸吡哆醛(PLP)依赖性酶,催化二氨基庚二酸脱羧生成L-赖氨酸,是细菌赖氨酸合成途径的最后一步。研究人员对幽门螺杆菌DAPDC(HpDAPDC)进行结构功能研究,首次获得HpDAPDC与PLP及反应产物L-赖氨酸的复合物晶体,并解析其结构。这是DAPDC酶家族首个反应中间态结构,即L-赖氨酸与辅酶PLP共价结合形成外源醛亚胺构象,为了解DAPDC底物结合及催化机理提供了最详细的结构信息,也为设计特异性抑制剂提供了宝贵线索。
此外,研究发现HpDAPDC活性口袋被一盖子完全封闭,与其他DAPDC结构不同。研究人员推测该盖子催化过程中发生“打开-关闭”构象变化以稳定中间态及释放产物,并通过突变体酶催化活性测定与结构解析证实。这一发现强调了诱导契合催化方式在IV型PLP酶中的重要性,对设计特异性HpDAPDC抑制剂具有提示意义。