本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
尿素是蛋白质分解时形成的小分子。它通过尿液排出，但在低浓度下毒性不高，因此存在于全身细胞中。尿素的分子结构如下，由于它含有氮 (N)，一些病原体已经适应使用一种叫做脲酶的酶来分解它，将其作为氮源。
脲酶将尿素转化为氨和氨基甲酸，然后氨基甲酸自发地与水反应生成碳酸（并产生另一种氨）。将碳酸转化为碳酸氢盐会产生缓冲溶液：氨和碳酸氢盐可以与自由氢离子结合和分离，足以保持周围区域的pH值相对中性。这对诸如幽门螺旋杆菌之类的细菌尤其有用，这种细菌在胃中定居，因此需要应对非常酸性的条件。
毫不奇怪，脲酶对于感染尿道的细菌也非常重要，例如变形杆菌和克雷伯菌属。在这些细菌中，碳酸和氨可以与镁和钙等矿物质结合，形成“感染结石”——包裹和保护细菌的硬涂层。
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不仅仅是细菌学会了这个技巧，一些真菌也含有脲酶。新型隐球菌和粗球孢子菌是会通过肺部感染人类的酵母菌，两者都需要脲酶才能完全致病。脲酶产生的氨对人体细胞有毒，可能有助于疾病扩散到全身感染，正如在一些细菌感染中所见的那样。
氨和碳酸的产生引起的pH值变化也可能有助于真菌逃避免疫系统。当真菌被白细胞吞噬时，它们会被困在称为“吞噬溶酶体”的小囊泡内，然后通常被酸破坏。氨和碳酸作为缓冲剂的能力可能有助于中和吞噬溶酶体内的酸，从而防止真菌被分解。下图显示了脲酶如何在肺部和毛细血管中帮助真菌的模型——导致组织损伤并阻止吞噬细胞（白细胞）清除感染。
虽然真菌和细菌都可能含有脲酶，但人体细胞中不存在这种酶，这使其成为抗微生物治疗的潜在靶点。脲酶含有镍，这是人体酶所没有的，并且有许多辅助蛋白质参与将镍输送到酶的活性位点并插入其中。敲除其中任何一种都可能阻止酶的形成。虽然这不会杀死细菌或真菌，但可能会严重影响它们引起感染的能力。
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参考文献：Rutherford JC (2014) The Emerging Role of Urease as a General Microbial Virulence Factor. PLoS Pathog 10(5): e1004062. doi:10.1371/journal.ppat.1004062