瘧疾是由原生生物瘧原蟲引起的疾病,中央大學生醫理工學院院長、生命科學系教授王健家教授團隊日前透過基因轉譯技術發現蘇力菌(Bacillus thuringiensis)的特殊結構及其特性,成為開發抗瘧疾藥物新的線索,目前這項研究成果刊登在國際頂尖期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)。

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根據世界衛生組織(WHO)統計,全球約有50%人口身處瘧疾感染風險區,因此相關治療藥物的開發正是刻不容緩的課題。中央大學表示,生醫理工學院院長、生命科學系教授王健家率領研究團隊發現,蘇力菌(Bacillus thuringiensis)相比其他細菌還多攜帶一個Prolyl-tRNA synthetase(ProRS),這個ProRS經過基因轉移,而從真核細胞轉移至細菌,然而它的蛋白質結構已經發生改變,使其更像是細菌的ProRS,對抗瘧疾藥物halofuginone(HF)產生抗性。

中央大學表示,王健家的研究成果為抗瘧疾藥物的研發提供新的方向,這項研究成果已被刊登在國際頂尖期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)。

中央大學指出,基因作為攜帶遺傳訊息的DNA序列,細胞經過生化反應能將基因轉化為蛋白質,這個過程之中aaRS(aminoacyl-tRNA synthetase)酵素會將正確的胺基酸接到對應的tRNA(轉運核糖核酸)分子,再由tRNA運送胺基酸到核醣體進行蛋白質合成,aaRS就是關鍵酵素,如果出現差錯就會導致蛋白質功能異常,進而引發多種疾病。

中央大學說明,一般來說aaRS的結構非常穩定,但是ProRS的結構變異很大,細菌型和真核型的ProRS又有不同的tRNA偏好,無法互相替代。通常細菌只會攜帶一個細菌型ProRS,不過蘇力菌同時攜帶一個細菌型、一個真核型ProRS,而且真核型ProRS還在演化的過程之中改變結構,使其有效辨識細菌的tRNA,幫助蘇力菌在不同環境壓力之下生存,例如高溫和氧化壓力,重要的是,蘇力菌的真核型ProRS不同其他已知的真核型ProRS,對抗瘧疾藥物HF的耐受性顯著提高。

▲一般細菌只會攜帶一個細菌型ProRS,但是蘇力菌卻多攜帶一個真核型ProRS,這個真核型ProRS能夠有效辨識細菌型tRNA,幫助蘇力菌抵抗環境壓力。(圖/王健家教授提供)
▲一般細菌只會攜帶一個細菌型ProRS,但是蘇力菌卻多攜帶一個真核型ProRS,這個真核型ProRS能夠有效辨識細菌型tRNA,幫助蘇力菌抵抗環境壓力。(圖/王健家提供)
中央大學提到,目前國外已有多個研究團隊利用HF衍生藥物開發治療瘧疾、弓形蟲、隱孢子蟲等寄生生物感染的藥物,HF的結構類似一種由中藥常山萃取的化合物FF (febrifugine),能夠有效抑制瘧原蟲或其他寄生蟲的ProRS,而被寄予厚望。