[轉貼] 大腸桿菌的防禦機制

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英國John Innes Centre的R. Dixon及美國喬治理工學院的S. Spiro等人經由實驗解釋大腸桿菌如何偵測環境中一氧化氮(NO)的存在，進而啟動掃毒機制以自我防衛。

一氧化氮是真核生物(eukaryotes)用來對抗病原體的武器之一，但病菌也發展出一套方法來對付一氧化氮。大腸桿菌便能用若干酵素將一氧化氮轉換成其他無害的物質，例如在一氧化氮的存在下，蛋白質NorR能活化NorV及NorW，這兩種酵素就能把一氧化氮還原成N2O，病菌也因此避開了宿主的防禦系統。由於致病性的大腸桿菌能經由不潔食物感染人體造成嚴重腹瀉，若能了解細菌的這一套反防禦策略，必有助於發展新的抗生素。

美國俄亥俄州兒童醫療中心的Gardner等人曾猜測NorR利用前端的GAF部位(GAF domain)來感測NO的存在。生物的酵素系統中已有若干運用一氧化氮鐵錯合物的例子，Spiro等人由電子順磁共振(EPR)光譜的實驗發現NorR的GAF部位帶有一個鐵金屬中心，他們推測這個五或六配位的亞鐵離子(Fe+2)與一個NO分子的結合造成蛋白質構形的變化，與GAF相鄰的AAA+部位因而活化，進行腺三磷酸(ATP)水解的反應並促進norVW基因的轉錄活動，最後酵素產物將NO掃除。

此金屬中心亦是首次在生物系統中發現{Fe(NO)}7(S = 3/2)不含血紅素(non-haem)的鐵錯合物的例子；過去已知的例子包括{Fe(NO)2} 9錯合物，以及{Fe(NO)}7(S = 1/2) 含血紅素錯合物，這些不同結構的鐵錯合物所引導的NO訊號感應機制可能也因而不同。Spiro期待這項研究能帶動和細菌NO清除機制相關的後續研究。