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香港中文大學（中大）生命科學學院院長黃錦波教授帶領的研究團隊，聯同英國牛津大學及美國國家癌症研究所的Susan Lea教授，成功揭示幽門螺旋桿菌如何利用有毒金屬鎳離子，激活令病菌可在人胃酸性環境中生存的尿素酶。這項發現有助開發對抗幽門螺旋桿菌的新藥物。研究結果已在享譽國際的科學期刊《Science Advances》刊登。

幽門螺旋桿菌感染全球一半人口，為引發消化性潰瘍之元兇，更是唯一可以在人類胃部繁殖的病菌。這種細菌產生大量尿素酶，將胃中天然產生的尿素轉化為氨，幫助病菌中和胃酸，讓幽門螺旋桿菌能在胃酸性環境中生存。然而，尿素酶需要具毒性的鎳離子激活。幽門螺旋桿菌必須在避免自身接觸有毒金屬鎳離子的情況下，找到方法將鎳離子傳遞到尿素酶中。

黃教授及其團隊於2017年的研究發現，因為特定的蛋白質相互作用，鎳離子會在不同種類的輔助蛋白間傳遞。「使用有毒金屬生存並非易事。幽門螺旋桿菌利用輔助蛋白來攜帶鎳離子，這樣有毒離子就不會逃逸到細胞中引起毒性。」黃教授表示。在胃中以微量存在的鎳離子被細菌表面的載體蛋白攝取後，就會被輔助蛋白攜帶到尿素酶。然而，科學界一直未能掌握輔助蛋白將鎳離子傳遞給尿素酶的過程。

鎳離子如何進入尿素酶之謎

「輔助蛋白如何將鎳離子提供給尿素酶，這問題一直困擾着科學家。問題在於，鎳離子藏於尿素酶的深處，如果結合鎳離子的口袋是密封的，鎳離子又是如何進入尿素酶呢？」黃教授解釋說。研究團隊解決了此難題，他們使用電子顯微鏡觀察輔助蛋白如何與尿素酶出現相互作用，並將有毒鎳離子輸送到尿素酶。團隊發現，在輔助蛋白與尿素酶結合後的蛋白質複合物內，有一條「隧道」打開，鎳離子可以通過「隧道」進入尿素酶。由於傳遞過程是在蛋白質複合物內的「隧道」中進行，因此有毒的鎳離子不能滲透到幽門螺旋桿菌細胞中產生毒性。

「鎳離子能經秘密通道到達尿素酶的活性部位，輔助蛋白的結合是打開通道的鑰匙。沒有鑰匙，鎳離子不能進入密封的活性部位，尿素酶亦無法被激活。」黃教授解釋說：「我們的研究開闢了抑制幽門螺旋桿菌感染的新策略。如果我們能找到阻止鎳離子到達尿素酶的方法，幽門螺旋桿菌就不能再產生活性尿素酶，以供其在人胃中生存。」

研究全文網址：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf7790

黃教授及其團隊在 2017 年的研究：
https://www.cpr.cuhk.edu.hk/tc/press/cuhk-uncovers-how-helicobacter-pylori-uses-a-toxic-substance-to-keep-alive-in-human-stomach