来自美国密西根韦纳州立大学的Barry P. Rosen以及杜伦大学生物及生物医学系的Adrian R. Walmsley首度在原核的细菌中找到三价砷的金属伴侣蛋白(metallochaperone)ArsD。该蛋白本身能够与三价砷结合,并且携带三价砷送至ArsA蛋白(ArsAB pump的次单元)帮助蛋白折叠使ArsAB形成特殊的帮浦立体结构,进而排出除体内的砷。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。
砷乃是自然环境中广泛分布的元素,不论是土壤、岩石、动物、植物、水以及空气均可以发现砷的存在。然而,砷对人体是具有相当大的影响,砷对人体内许多器官都会造成损伤,长期暴露在高砷的环境(如饮用砷污染的地下水)会导致慢性砷中毒造成皮肤癌、肺癌、膀胱癌、心血管疾病、糖尿病及周边神经损伤。
为了解决全球各地砷中毒的问题,科学家们长期以来对砷毒理机制投入大量的研究。近年来,科学家已经发现细菌体内具有一套排砷解毒的系统称Ars operon可以将从体外进入细胞质内的五价砷(Arsenates)还原成三价砷(Arsenites)再透过细胞膜上ArsAB排砷帮浦(arsenic efflux pump;一种ATP水解酶)来水解ATP取得能量改变其蛋白构型,再将砷排出体外。这项有关细菌排砷解毒的发现可视为一个新的里程碑,它或许可带领其它科学家找出一套适用人体排砷解毒的方法,以尽快解决人们因饮水导致砷中毒的问题。
深入阅读:
1 Y. F. Lin, A. R. Walmsley, and B. P. Rosen, Proc Natl Acad Sci U S A 103 (42), 15617 (2006).
Lab:
Department of Biochemistry and Molecular Biology, Wayne State University School of Medicine, Detroit, MI 48201
Centre for Infectious Diseases, School of Biological and Biomedical Sciences, Durham University, Stockton-on-Tees TS17 6BH, United Kingdom