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结构生物化学/MDR泵

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背景信息

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MDR泵

MDR代表多药耐药,描述了位于大多数生物体细胞表面膜中的大型整合蛋白泵。它们的主要功能是监测穿过细胞膜的化学物质,并排出可能危害细胞健康的物质。通常它们对细胞的生长有益,但当生长不受欢迎时,例如在细菌感染或癌细胞扩散的情况下,MDR泵就会成为问题。MDR泵提供适应和防御某些类型的抗生素的能力。细胞利用MDR泵来抵御环境,研究人员不仅需要合成影响目标细胞的抗生素,还需要能够穿过细胞的防御机制。MDR泵通过使用称为ATP的能量包来排出不需要的毒素来激活。

MDR泵遍布人体,包括大脑、消化道、肝脏和肾脏。这些泵在人体中执行特定的功能,例如将激素等分子转运进出细胞。

研究人员认为,植物随着时间的推移进化出能够阻断MDR泵的化学物质,其效果与抗生素的作用基本相同。该理论通过敲除特定细菌细胞(金黄色葡萄球菌)的MDR泵基因来进行验证。然后将细菌暴露于从黄连中提取的抗生素黄连碱。黄连碱已被证明在金黄色葡萄球菌存在的情况下通常无效。然而,它对没有MDR泵的基因改造细菌非常有效。当细菌暴露于黄连提取物时,即使在存在黄连碱的情况下,这些细菌也会被杀死,而黄连提取物据信可以抑制细菌MDR泵。

什么是MDR泵?

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MDR泵是多药耐药泵,是微生物细胞表面膜中的一种大型蛋白质。它们用于监测进入的化学物质并吐出可能危及细菌的物质。泵必须打开才能工作。泵打开后,它可以吸收药物。泵的细胞质门关闭,允许药物被泵出细胞。

细菌和耐药性

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MDR泵可以赋予微小生物体致命的力量,即对抗生素的耐药性,而这种微生物体就是细菌。虽然细菌MDR基因与那些基因并不完全相同,但所有泵的三维形状都是一样的,它们执行类似的任务:防止有害分子进入细胞内部。许多MDR泵赋予抵抗首次用于治疗致病性酵母和寄生虫的耐药性。对用于治疗酵母菌感染的抗真菌药物的耐药性正在迅速增加,影响了免疫力低下的艾滋病患者。MDR是沙奎那韦,一种抗艾滋病药物,称为蛋白酶抑制剂。MDR泵也可能转运“正常”物质。在哺乳动物中,MDR泵位于肠道中,可以直接接触到可能危害健康的物质。

用MDR泵对抗癌症

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研究人员正致力于利用MDR泵对抗癌症。干细胞,即尚未分化的细胞,在它们的膜中含有很少的MDR泵。因此,这些干细胞对杀死癌细胞的药物非常敏感。化疗的一个主要缺点是骨髓毒性,这使人体无法抵抗致命的感染。科学家和研究人员设计了一种将无防御干细胞与MDR泵结合的方法。这样,干细胞可能有机会抵抗杀死人体肿瘤所需的化疗。[1]

MDR泵在怀孕期间可能不起作用

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肯塔基大学莱克星敦的药理学家玛丽·沃尔最近的一项发现表明,MDR泵在女性怀孕期间无法正常工作。基本上,患有ICP(妊娠期肝内胆汁淤积)的孕妇的MDR泵畸形,这可能会危及胎儿的生长。据推测,其原因是在怀孕期间雌激素和其他妊娠激素的影响。

文件:Mdr pump.jpg

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