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氨基糖苷类抗生素临床意义重大，但其耐药问题严峻。研究人员探究 16S rRNA 甲基转移酶（如 KamB、NpmA 等）与缺乏 RimM 和 YjeQ 的未成熟 30S 核糖体亚基的作用。结果发现这些酶可结合并修饰未成熟亚基，为干预耐药提供新方向。
在现代医学的抗菌战场上，氨基糖苷类抗生素曾是赫赫有名的 “先锋部队”。自 1944 年链霉素从灰色链霉菌中被发现，这类高效、广谱的抗生素便在临床治疗中发挥着关键作用，被世界卫生组织列为对人类医学至关重要的抗菌药物。然而，随着时间的推移，细菌耐药这个 “敌人” 逐渐崭露头角，严重削弱了氨基糖苷类抗生素的威力。
早在 20 世纪 50 年代，临床就首次出现了对链霉素耐药的细菌菌株，此后，每一种新的氨基糖苷类抗生素投入使用不久，耐药问题便接踵而至。细菌对抗生素产生耐药的机制多种多样，其中通过 16S rRNA 甲基转移酶修饰核糖体靶位点的方式，是近年来临床中出现的新挑战。这些 16S rRNA 甲基转移酶最初源自氨基糖苷类抗生素的天然产生菌，如链霉菌属或小单孢菌属的放线菌，它们能够甲基化 16S rRNA 上的 G1405或 A1408（大肠杆菌编号），从而阻断抗生素与核糖体的结合，使细菌获得耐药性。
以往的研究大多聚焦于 16S rRNA 甲基转移酶对完全组装成熟的 30S 核糖体亚基的作用，对于在核糖体组装过程中，这些酶是否能与未成熟的核糖体亚基相互作用，尚不清楚。在此背景下，国外研究人员开展了一项深入研究，旨在揭示 16S rRNA 甲基转移酶与缺乏核糖体组装因子 RimM 和 YjeQ 的未成熟 30S 核糖体亚基之间的奥秘。这项研究成果发表在《Archives of Biochemistry and Biophysics》杂志上，为理解细菌耐药机制提供了新视角，有望为开发对抗耐药菌的新策略奠定基础。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。微尺度热泳（MST）技术用于测定甲基转移酶与核糖体亚基相互作用的解离常数（Kd），以此评估二者的结合亲和力；体外下拉实验则在部分甲基转移酶不适合 MST 实验条件时，对相互作用进行定性分析；此外，通过体外和体内甲基化实验，探究 16S rRNA 甲基转移酶对成熟和未成熟 30S 核糖体亚基的甲基化能力 。
16S rRNA 甲基转移酶结合 30S 核糖体亚基成熟后期中间体
研究人员针对 16S rRNA 甲基转移酶（Sgm、NpmA、KamB、RmtA 和 RmtC）与不同类型的核糖体亚基开展结合实验，这些核糖体亚基包括野生型 30S 核糖体亚基，以及来自大肠杆菌 ΔrimM 或 ΔyjeQ 细胞的两种未成熟 30S 核糖体亚基和 50S 核糖体亚基。借助微尺度热泳（MST）技术，测定出 30S - 甲基转移酶（MTase）复合物的解离常数。同时，利用固定化甲基转移酶作为诱饵的体外下拉实验，进一步验证了二者之间的相互作用。实验结果表明，这些 16S rRNA 甲基转移酶能够与缺乏 RimM 和 YjeQ 的未成熟 30S 核糖体亚基结合。
研究结论与讨论
这项研究为 16S rRNA 甲基转移酶介导的氨基糖苷类耐药机制带来了全新的认识。以往观点认为，这些甲基转移酶仅作用于成熟的 30S 核糖体亚基，而此次研究发现，它们也能够识别并甲基化缺乏 RimM 和 YjeQ 的未成熟 30S 核糖体亚基。这一发现揭示了 16S rRNA 甲基转移酶在底物识别上存在此前未被发现的 “宽松性”，意味着细菌有可能在核糖体 30S 亚基完全成熟之前，就已经建立起对氨基糖苷类抗生素的耐药性。
从更广泛的层面来看，这一研究成果对于抗菌药物研发和临床治疗具有重要意义。它为开发新型抗菌策略提供了潜在的干预靶点，有望通过干扰 16S rRNA 甲基转移酶与未成熟核糖体亚基的相互作用，抑制细菌耐药性的产生。同时，也提醒临床医生在使用氨基糖苷类抗生素时，需要考虑到细菌可能在核糖体组装阶段就已形成耐药机制，从而更加谨慎地选择用药方案，避免耐药菌的进一步扩散。总之，该研究在细菌耐药机制领域迈出了重要一步，为未来的抗菌研究开辟了新的方向。
