金黄色葡萄球菌摄取金属元素的幕后操手大揭秘

小编语

人体的免疫系统是一套完善的体系，在面对病菌和病毒的袭击时可以有效保障机体的正常运行。

几乎所有的生命形式都需要微量元素来维持其生存、生长和繁殖。面对病原体的威胁，机体不甘示弱，可以通过各种方法杀伤病原体，其中不容忽略的是机体的先天免疫系统，它能阻止微生物摄取机体的资源和营养素，从而导致其传播中断，这种免疫应答被称为「营养免疫」。【1】当然，我虽强但敌并不弱。很多病原体也进化出一套逃避宿主控制微量元素摄入的策略，从而保证它们的生长和传播。【2】魔高一尺道高一丈，很多科学巨匠们都致力于研究病原微生物摄取宿主微量元素的机制，可谓知己知彼方能百战不殆。

在近期的《science》杂志上发表了法国艾克斯-马赛大学（Aix Marseille Universite?）帕斯卡·阿诺（Pascal Arnoux）团队的最新研究成果，其揭示了金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）合成的一种化合物（staphylopine）能获取宿主体内的金属离子(镍、钴、锌、铜、铁)来维持自身的生长繁殖。该研究为人类对抗病原体提供了崭新的视角。【3】

该研究团队通过代谢组学研究、基因定位突变、生物化学分析等技术，成功的找到了金黄色葡萄球菌获取金属离子的元凶—staphylopine。该化合物由金黄色葡萄球菌自身合成，释放到周围环境中摄取金属元素，再由位于菌体表面的ABC转运体将其转运到菌体内，释放金属离子，供菌体利用。未载有金属离子的staphylopine通过CntE排到菌体外再次摄取环境中的金属离子。小伙伴们一定好奇如此强大的金属离子载运体是如何产生的呢?

大家莫急，帕斯卡·阿诺研究团队给我们揭开了这个神秘的面纱。在金黄色葡萄球菌体内，以左旋组氨酸为底物，在CntK(组氨酸消旋酶)的作用下可逆性产生右旋组氨酸，在类烟草胺类酶CntL和一或两个a-氨基丁酸的作用下产生中间产物xNA, 在CntM作用下缩合一个酮基到xNA中，经过三部曲终合成staphylopine。＃小编感叹，生来不易啊。。。当然，科学家们的研究更令人赞叹。＃

科学家们看到此妖孽的皮囊还不够，一定要将其大卸八块看清其本质。该研究团队解析了staphylopine的分子结构发现，其和烟草胺十分相似。烟草胺可是植物界摄取金属离子的小超人啊。

科学家已经找到元凶，就让我们打败它，消灭它，让金黄色葡萄球菌在渴求金属元素的路上死去，让人类健康在现代科学迅速发展的路上重生。

参考文献：

【1】Tomas Ganz.Iron homeostasis in host defence and inflammation. Nature Reviews Immunology.2015;15:500–510

【2】Tomas Ganz. Iron in innate immunity: starve the invaders. Curr OpinImmunol.2009:21:63-67.

【3】Ghssein,Ghassan, et al. "Biosynthesis of a broad-spectrum nicotianamine-likemetallophore in Staphylococcus aureus." Science .2016；1105-1109.

第一作者简介

魏家屿

2014年考入浙江大学公共卫生学院，就读于营养与食品卫生专业，在营养与代谢实验室开展研究，师从王福俤教授。

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