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結構生物化學/MDR泵

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背景資訊

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MDR泵

MDR代表多藥耐藥,描述了位於大多數生物體細胞表面膜中的大型整合蛋白泵。它們的主要功能是監測穿過細胞膜的化學物質,並排出可能危害細胞健康的物質。通常它們對細胞的生長有益,但當生長不受歡迎時,例如在細菌感染或癌細胞擴散的情況下,MDR泵就會成為問題。MDR泵提供適應和防禦某些型別的抗生素的能力。細胞利用MDR泵來抵禦環境,研究人員不僅需要合成影響目標細胞的抗生素,還需要能夠穿過細胞的防禦機制。MDR泵透過使用稱為ATP的能量包來排出不需要的毒素來啟用。

MDR泵遍佈人體,包括大腦、消化道、肝臟和腎臟。這些泵在人體中執行特定的功能,例如將激素等分子轉運進出細胞。

研究人員認為,植物隨著時間的推移進化出能夠阻斷MDR泵的化學物質,其效果與抗生素的作用基本相同。該理論透過敲除特定細菌細胞(金黃色葡萄球菌)的MDR泵基因來進行驗證。然後將細菌暴露於從黃連中提取的抗生素黃連鹼。黃連鹼已被證明在金黃色葡萄球菌存在的情況下通常無效。然而,它對沒有MDR泵的基因改造細菌非常有效。當細菌暴露於黃連提取物時,即使在存在黃連鹼的情況下,這些細菌也會被殺死,而黃連提取物據信可以抑制細菌MDR泵。

什麼是MDR泵?

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MDR泵是多藥耐藥泵,是微生物細胞表面膜中的一種大型蛋白質。它們用於監測進入的化學物質並吐出可能危及細菌的物質。泵必須開啟才能工作。泵開啟後,它可以吸收藥物。泵的細胞質門關閉,允許藥物被泵出細胞。

細菌和耐藥性

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MDR泵可以賦予微小生物體致命的力量,即對抗生素的耐藥性,而這種微生物體就是細菌。雖然細菌MDR基因與那些基因並不完全相同,但所有泵的三維形狀都是一樣的,它們執行類似的任務:防止有害分子進入細胞內部。許多MDR泵賦予抵抗首次用於治療致病性酵母和寄生蟲的耐藥性。對用於治療酵母菌感染的抗真菌藥物的耐藥性正在迅速增加,影響了免疫力低下的艾滋病患者。MDR是沙奎那韋,一種抗艾滋病藥物,稱為蛋白酶抑制劑。MDR泵也可能轉運“正常”物質。在哺乳動物中,MDR泵位於腸道中,可以直接接觸到可能危害健康的物質。

用MDR泵對抗癌症

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研究人員正致力於利用MDR泵對抗癌症。幹細胞,即尚未分化的細胞,在它們的膜中含有很少的MDR泵。因此,這些幹細胞對殺死癌細胞的藥物非常敏感。化療的一個主要缺點是骨髓毒性,這使人體無法抵抗致命的感染。科學家和研究人員設計了一種將無防禦幹細胞與MDR泵結合的方法。這樣,幹細胞可能有機會抵抗殺死人體腫瘤所需的化療。[1]

MDR泵在懷孕期間可能不起作用

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肯塔基大學萊剋星敦的藥理學家瑪麗·沃爾最近的一項發現表明,MDR泵在女性懷孕期間無法正常工作。基本上,患有ICP(妊娠期肝內膽汁淤積)的孕婦的MDR泵畸形,這可能會危及胎兒的生長。據推測,其原因是在懷孕期間雌激素和其他妊娠激素的影響。

檔案:Mdr pump.jpg

  1. http://sciencenotes.ucsc.edu/9701/pdf/mdrartII.pdf
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