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全世界有将近18亿人感染了结核分枝杆菌（Mtb），这是一种常见且偶而丧命的细菌，它每年引起数百万例结核病。这种细菌现已与人类进化了数千年，为了本身的利益，想出了从人类宿主那里争夺营养物质的办法。人类也有相同杂乱的反击办法。
在一项新的研讨中，来自美国密歇根大学和哈佛大学的研讨人员发现了一种特定的机制：免疫系统运用一种称为衣康酸（itaconate）的“兵器”靶向结核分枝杆菌。相关研讨结果宣布在2019年11月1日的Science期刊上，论文标题为“Itaconyl-CoA forms a stable biradical in methylmalonyl-CoA mutase and derails its activity and repair”。
维生素B12的化学结构，图片来自Wikipedia。
人们直到最近才发现当遭到进犯时，免疫系统会很多发作衣康酸。到目前为止，衣康酸怎么让这种致病性细菌缴械投降在某种程度上仍然是一个谜。
结核分枝杆菌隐藏在人体免疫细胞内，运用胆固醇获取成长和增殖所需的能量。在此过程中，这种细菌会发作一种称为丙酸（propionate）的有毒中间体，它有必要铲除这种物质。
一种铲除丙酸的战略依赖于源自人类宿主的维生素B12。论文通讯作者、密歇根大学生物化学系教授Ruma Banerjee博士说，“B12是一种十分风趣的维生素，是由于咱们的细胞需求它的浓度很低，或许是一切维生素中浓度最低的，但它是生命所必需的。”
早在六十多年前，人们就已发现了这种维生素的一种生物活性方式，称为辅酶B12，它参加细胞代谢。辅酶B12答应十分杂乱的化学反响在细菌和人类细胞中发作，这是由于它会开释自由基（即未成对的电子），然后使得十分具有挑战性的化学反响成为或许。
一般，自由基十分不安稳，因而寿命短。Banerjee说，“在体内，自由基会引起细胞损害和DNA损害，这是由于它们具有很高的反响性。”她解说说，辅酶B12发作的这对自由基---称为双自由基（biradical）---活性很强，这就提出了一个问题，即依赖于辅酶B12的甲基丙二酰辅酶A变位酶（methylmalonyl-CoA mutase, MCM）怎么能够包括和运用这个双自由基。
在这项新的研讨中，这些研讨人员能够证明衣康酸的活化方式，即衣康酸-辅酶A（itaconyl-CoA），在结核菌中阻断B12依赖性途径，阻挠它们运用丙酸成长。Banerjee说，它作为一种钓饵来做到这一点，“诱导这种B12依赖性酶运用itaconyl-CoA作为底物，这随后导致其间的一个自由基自杀。”
此外，itaconyl-CoA/辅酶B12反响发作了一种安稳的双自由基，这种安稳的双自由基可继续一个多小时，而不是快速消失。这使得论文榜首作者、密歇根大学生物化学系的Markus Ruetz博士与密歇根大学化学系的Markos Koutmos博士领导的一个结构生物学团队协作，培养出这种含有安稳双自由基的B12依赖性酶的晶体，并取得它的三维结构。
Ruetz说，“这是榜首次有人观察到这种双自由基。”Koutmos弥补说，“了解酶怎么运用这种反响性或许有助于咱们改动这种办法的用处，而且或许在化学方面具有无价的价值。”
这一新发现也能够解说为什么3%～5%的人类带着骤变基因。Banerjee说：“除了B12水平稍低外，CLYBL基因发作骤变的人没有显着的不良反响。”他估测这有助于防备感染。
参考资料：
1.Markus Ruetz et al. Itaconyl-CoA forms a stable biradical in methylmalonyl-CoA mutase and derails its activity and repair. Science, 2019, doi:10.1126/science.aay0934.
2.Amie K. Boal. The immune system mimics a pathogen. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaz4540.
3.Immune system targets vitamin B12 pathway to neutralize bacteria
https://medicalxpress.com/news/2019-10-immune-vitamin-b12-pathway-neutralize.html
