香港中文大学（港中大）生命科学学院院长黄锦波教授带领的研究团队，联同英国牛津大学及美国国家癌症研究所的Susan Lea教授，成功揭示幽门螺旋桿菌如何利用有毒金属镍离子，激活令病菌可在人胃酸性环境中生存的尿素酶。这项发现有助开发对抗幽门螺旋桿菌的新药物。研究结果已在享誉国际的科学期刊《Science Advances》刊登。

幽门螺旋桿菌感染全球一半人口，为引发消化性溃疡之元兇，更是唯一可以在人类胃部繁殖的病菌。这种细菌产生大量尿素酶，将胃中天然产生的尿素转化为氨，帮助病菌中和胃酸，让幽门螺旋桿菌能在胃酸性环境中生存。然而，尿素酶需要具毒性的镍离子激活。幽门螺旋桿菌必须在避免自身接触有毒金属镍离子的情况下，找到方法将镍离子传递到尿素酶中。

黄教授及其团队于2017年的研究发现，因为特定的蛋白质相互作用，镍离子会在不同种类的辅助蛋白间传递。"使用有毒金属生存并非易事。幽门螺旋桿菌利用辅助蛋白来携带镍离子，这样有毒离子就不会逃逸到细胞中引起毒性。"黄教授表示。在胃中以微量存在的镍离子被细菌表面的载体蛋白摄取后，就会被辅助蛋白携带到尿素酶。然而，科学界一直未能掌握辅助蛋白将镍离子传递给尿素酶的过程。

镍离子如何进入尿素酶之谜

"辅助蛋白如何将镍离子提供给尿素酶，这问题一直困扰着科学家。问题在于，镍离子藏于尿素酶的深处，如果结合镍离子的口袋是密封的，镍离子又是如何进入尿素酶呢？"黄教授解释说。研究团队解决了此难题，他们使用电子显微镜观察辅助蛋白如何与尿素酶出现相互作用，并将有毒镍离子输送到尿素酶。团队发现，在辅助蛋白与尿素酶结合后的蛋白质复合物内，有一条"隧道"打开，镍离子可以通过"隧道"进入尿素酶。由于传递过程是在蛋白质复合物内的"隧道"中进行，因此有毒的镍离子不能渗透到幽门螺旋桿菌细胞中产生毒性。

"镍离子能经秘密通道到达尿素酶的活性部位，辅助蛋白的结合是打开通道的钥匙。没有钥匙，镍离子不能进入密封的活性部位，尿素酶亦无法被激活。"黄教授解释说："我们的研究开闢了抑制幽门螺旋桿菌感染的新策略。如果我们能找到阻止镍离子到达尿素酶的方法，幽门螺旋桿菌就不能再产生活性尿素酶，以供其在人胃中生存。"