很多感染人類機體的侵略性病原體都能夠在人類腸道的無氧環境中長期存活，這些病原體能夠獲得來自大量輔因子所提供的必需營養素鐵，尤其是血紅素，制造血液和肌肉的輔因子看起來是紅色的。日前一項刊登在國際雜志PNAS上的研究報告中，來自喬治亞州大學的研究人員通過研究闡明了一種關鍵酶類如何在氧氣缺失的情況下釋放鐵原子，揭示其中所涉及的機制或為后期開發新型抗菌化合物提供了新的線索和思路。
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長期以來研究者們一直在研究病原體如何在好氧環境下通過降解血紅素途徑來獲取鐵元素，如今本文研究中研究者深入揭示了無氧環境中的細菌如何利用血紅素作為鐵的來源來得以生存的機制，這項研究發現對于深入研究病原體的致病性酶類，尤其是病原體對抗生素產生耐藥性的機制提供了新的線索和思路。
研究者William Lanzilotta說道，數十年來很多研究報告都分析了血紅素的降解機制，但研究者所進行的每個單一通路最終都需要分子氧氣來作為血紅素降解的協同底物，志賀氏菌、霍亂弧菌以及出血性大腸埃希氏菌都有著特殊的基因，在人類腸道的厭氧環境中，這些基因能使得這些細菌遠遠超過健康的微生物菌群，而研究者的基礎性問題就是：這些細菌如何對血紅素進行降解，并且在沒有分子氧氣存在的情況下如何釋放鐵的？
在人類機體中細菌能夠演變出多種酶類途徑來存活，如今研究者將研究范圍限定在了出血性大腸埃希氏菌的3個基因中，這三個基因的特性此前并未闡明，該研究是基于近年來在自由基SAM的化學研究，從進化角度來看，自由基SAM是一種酶類超家族，這些酶類非常原始，在很長一段時間內其能夠利用最基礎的輔因子來發揮作用。自由基SAM酶類能夠利用自由基中間體在缺氧狀態下打開卟啉環，文章中研究者就描述了一種通過高度的活性自由基中間體所介導的C-C鍵破碎的機制。
這種自由基SAM酶類在所有的生命體中都存在，我們的機體能夠利用其來進行復雜的機體生物化學代謝過程，尤其是進行骨質形成的過程，由于具有化學多樣性，目前其有著廣泛的應用前景，比如，其它的自由基SAM酶能夠參與新型化合物的生物合成，而這些化合物具有一定的抗菌及抗腫瘤特性。
調查這些酶類在血紅素降解過程中扮演的角色或將幫助開發新型策略來抵御病原性微生物的感染，尤其是一些對當前抗生素療法產生耐受性的特殊病原體。最后研究者Lanzilotta說道，靶向作用這些特殊酶類及其在缺氧狀態下的血紅素降解機制或可幫助我們后期開發新型的抗菌化合物來精準靶向作用侵略性的病原微生物。