半胱氨酸过硫被发现是抗菌耐药的新罪魁祸首

　　日本熊本大学的一个联合研究项目开发了一种新的、高灵敏度的分析方法，可以检测用于治疗细菌感染的降解β-内酰胺抗菌剂。通过这种方法，研究人员发现细菌产生的活性硫可以降解并灭活β-内酰胺类抗生素。

　　细菌与动物细胞的不同之处在于，它们的外层覆盖着一层叫做细胞壁的刚性结构。β-内酰胺抗菌剂干扰形成细胞壁的过程。这导致细菌不再能够承受自身的内部压力，因此它们破裂并死亡。β-内酰胺抗菌剂是非常有效的，因为它们选择性地抑制细菌细胞壁的合成，并且对宿主(如人类)几乎没有副作用。这些抗菌剂有一个共同的结构，称为β-内酰胺环，这是抑制细胞壁发育所必需的。如果这个环被降解，抗菌作用就消失了。

　　先前的研究报道，细菌在硫代谢过程中产生的硫化氢(H2S)降低了它们对抗菌剂的敏感性，从而导致耐药性。然而，造成这种情况的详细机制尚不清楚。熊本大学(Kumamoto University)的研究人员此前发现，过氧化氢半胱氨酸分子(H2S和半胱氨酸的结合体)具有H2S或半胱氨酸所不具备的极强的抗氧化作用。

　　在这项研究中，研究人员研究了这种活性硫物种如何参与对β-内酰胺类抗生素的抗性获得。他们发现β-内酰胺类抗生素，如青霉素G、氨苄西林和美罗培南(碳青霉烯类抗生素)在暴露于半胱氨酸过硫化物而不是硫化氢时迅速失去杀菌活性。对β-内酰胺抗菌剂与过半胱氨酸反应的详细研究表明，抗菌作用所必需的β-内酰胺环分解，并在环的一部分插入一个硫原子产生碳硫酸。从β-内酰胺抗菌剂生产碳硫酸似乎是一种新的降解代谢物。

　　因此，研究人员开发了一种高灵敏度的分析方法，使用质谱法检测和定量碳硫酸，然后分析了暴露于β-内酰胺抗菌剂的细菌产生的碳硫酸。他们发现细菌可以吸收抗菌剂，并利用过半胱氨酸将抗菌剂降解成碳硫酸，然后排放出去。这被认为是一种以前未被描述过的β-内酰胺抗菌剂被半胱氨酸过硫转化为碳硫酸的失活和降解机制。