全球约一半人口受幽门螺旋菌（Helicobacter pylori）感染，这种细菌不仅是胃溃疡的头号元凶，更是引致胃癌的重要风险因素。多年来，科学家一直希望破解这道难题：幽门螺旋菌如何能在腐蚀性极强的胃酸中生存，同时安全送达具毒性的“镍离子”至尿素酶，以维持其机制运作。
香港中文大学（港中大）生命科学学院黄锦波教授领导的研究团队，成功破解了这个微观世界的谜团。研究团队首次捕捉到幽门螺旋菌体内两种关键伴护蛋白质交接镍离子的精确动态结构。研究成果已发表于国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS），为开发消化性溃疡疗法及降低胃癌风险带来重要突破。
幽门螺旋菌凭镍离子抵御胃酸侵袭
幽门螺旋菌之所以能够长期定殖于胃部，关键在于名为“尿素酶”的酵素。这种酵素能将胃里的尿素分解成氨，迅速中和胃酸，让细菌安稳地附著在胃黏膜上。然而，激活尿素酶需要镍离子，而游离的镍对细胞来说却是剧毒。因此，幽门螺旋菌必须在避免毒性伤害的同时，将镍离子送达尿素酶。
港中大团队发现，幽门螺旋菌内部有两种专门护送金属的蛋白质“金属伴护蛋白”（Metallochaperones）UreE和UreG，负责运送镍离子。两者犹如接力运动员，透过紧密配合完成镍离子的交接。研究人员结合X射线结晶学与生化分析技术，成功捕捉两者结合时的立体结构，以及镍离子“交棒”的瞬间。
研究显示，一种名为GTP的能量分子是促成两种蛋白质成功接力的关键。当GTP与UreG结合，UreG会改变形状，将自身的镍结合位精准对接UreE的位置，让镍从UreE转入UreG。取得镍离子后，UreG再度变形并从复合体中脱身，将镍送往尿素酶。整个过程犹如一条密封的运输通道，能有效防止有毒离子外泄，确保细菌既能获取必需元素，又不会受到毒性伤害。
现时治疗幽门螺旋菌主要靠抗生素疗法，但临床抗生素耐药性日益严重，传统疗效大不如前。是次研究揭示了幽门螺旋菌存活所必需的关键分子步骤，为标靶药物研发开辟新途径。未来，研究人员只需研发阻止两种蛋白质交接镍离子的标靶药物，就能精准切断幽门螺旋菌的镍离子供应链。失去镍离子的尿素酶将无法运作，细菌便会失去保护屏障，直接被胃酸消灭。这种全新策略无须依赖传统抗生素，有望根治慢性感染、治癒消化性溃疡，并大幅降低全球胃癌风险。 |
