细菌蛋白可能成为一氧化碳中毒的第一个真正的解毒剂

研究人员设计了一个分子,该分子吸收了致命的CO积累而没有危险的副作用。

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一氧化碳通常被称为“无声杀手”。每年,约有 50,000 名美国人因接触这种看不见的气体而被送往急诊室,其中约 1,500 人死亡。悲剧在于治疗方法几十年来没有太大变化:医生有时在高压舱中给病人输氧,并希望病人康复。然而,近一半的幸存者遭受长期的大脑或心脏损伤。

现在,来自马里兰大学医学院、匹兹堡大学和维克森林大学的一个团队设计了一种分子,可以改变这一严峻的现实。他们的基于蛋白质的解毒剂称为 RcoM-HBD-CCC,可快速将一氧化碳 (CO) 从血液中排出,并且与早期的尝试不同,它不会导致血压升高(这是一种常见且危险的副作用)。

工作原理

该疗法的灵感来自于一种名为 Paraburkholderia xenovorans 的细菌,它能够自然地感知环境中的二氧化碳。它使用的细菌蛋白被称为 RcoM(“二氧化碳代谢调节器”的缩写),对微量气体非常敏感。

Paraburkholderia xenovorans

科学家们将这种蛋白质修剪并重新设计成一种紧凑的形式,RcoM-HBD-CCC,它以极高的粘性与 CO 结合——比血红蛋白强近 50 倍。我们红细胞中的血红蛋白通常携带氧气,但也会与二氧化碳结合,从而耗尽宝贵的储存空间。 但 RcoM-HBD-CCC 对 CO 的选择性相对于氧气而言非常高,以至于它就像分子海绵一样,将 CO 从血红蛋白中吸走,并释放红细胞以再次携带氧气。

天然蛋白质 RcoM。图片来源:马里兰大学医学院。

在老鼠身上,解毒剂在几分钟内就起作用了。小鼠接触一氧化碳后,经过治疗的动物血液中气体的清除速度比未经治疗的动物快得多。更有希望的是,这种蛋白质随后通过尿液无害地排出体外。

为什么不同

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