抗生素是現代醫學zui重要的發現之一，自從 100 年前青霉素被發現以來，已經挽救了數百萬人的生命。

許多由細菌感染引起的疾病——如肺炎、腦膜炎或敗血癥——都能用抗生素成功治療。然而，細菌容易對抗生素產生耐藥性，從而使醫生難以找到有效的治療方法，特別是近年來出現的多重耐藥且不受大多數抗生素影響的病原體，通常導致致命后果。因此，全世界的科學家都在尋找新的抗生素。哥廷根大學和馬克斯 - 普朗克生物物理化學研究所的研究人員現在描述了一種很有前途的新方法——“抗維生素（antivitamins）”。研究結果發表在《Nature Chemical Biology》雜志上。

抗維生素是具有抑制真正維生素功能的物質。一些抗維生素的化學結構與實際維生素的化學結構相似，這些維生素會阻礙或限制 “真” 維生素的作用。來自哥本哈根大學的 Kai Tittmann 課題組和 Max Planck 研究所的 Bert de Groot 課題組以及德州 A&M 大學的 Tadgh Begley 教授一起研究了一種天然抗維生素 B1 在原子水平上的作用機制。有些細菌能夠產生維生素 B1 的有毒形式，從而殺死競爭的細菌。抗維生素 B1 僅比天然的維生素 B1 多一個原子，而且是在看似并不重要的位置，因此這一研究也產生了一個令人興奮的研究話題：為什么這種變化可以毒死細菌。

Tittmann 的團隊利用高分辨率蛋白質晶體學來研究這種抗維生素是如何抑制細菌中樞代謝的一種重要蛋白質的。研究人員發現，在功能正常的蛋白質中觀察到的 “質子的舞蹈” 被幾乎停滯了。“維生素中只要多出一個原子，就如同摻入齒輪中的一粒沙子，阻礙了它的微調機制，”Tittmann 解釋說。“有趣的是，人類蛋白質能夠相對較好地應對抗維生素并繼續發揮作用。” 化學家 de Groot 和他的團隊利用計算機模擬來找到了原因 “人類的蛋白質要么根本不與抗維生素結合，要么就不會‘中毒’。抗維生素對細菌和人類蛋白質的影響之間的差異，為將來將其用作抗生素提供了可能性，從而創造了新的治療替代品。