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《自然》:科學家***細菌的“******”

2014-02-26 11:04 閱讀:2616 來源:生物360 作者:孫福慶 責任編輯:云霄飄逸
[導讀] 細菌開發了許多不同的“***”將它們的毒性貨物“***”到細胞內。像瘟疫病原體鼠疫耶爾森氏桿菌的和昆蟲病原體發冷光桿菌一類的細菌所利用的 Tc 毒素復合物尤其不同尋常。

    細菌開發了許多不同的“***”將它們的毒性貨物“***”到細胞內。像瘟疫病原體鼠疫耶爾森氏桿菌的和昆蟲病原體發冷光桿菌一類的細菌所利用的 Tc 毒素復合物尤其不同尋常。

    日前,來自德國馬克斯普朗克分子生理學研究所等機構的研究人員在《自然》報告稱,他們生成了這些“有毒注射器”極其精密與詳細的圖像;并揭示出了這些分子復合物是從何處取得能量來穿透細胞膜的。這些蛋白在醫學領域具有一些潛在的用途,例如可以選擇性地將一些藥物投入癌細胞中。

    發冷光桿菌與線蟲共生共存。這些細菌寄生在線蟲的腸道中靜待攻擊一種昆蟲——此時細菌發揮作用,釋放 Tc 毒性復合物快速地殺死昆蟲。在轉向下一個受害者之前,線蟲和細菌共同生活在昆蟲的尸體中。

    論文資深作者、德國馬克斯普朗克分子生理學研究所物理生物學教授 Stefan Raunser 表示:“在此之前我們并不了解 Tc 復合物的結構。我們所知道的是一個大概的輪廓?,F在我們獲得了一些圖像,這使得我們甚至能夠區分單個的原子!”
 


    “注射”前后,Tc 復合物的結構變化


    借助 X 射線晶體學和電子冷凍顯微鏡,研究人員生成了詳細的圖像:Tc 復合物是由三個亞單位 TcA、TcB 和 TcC 構成。 TcA 形成了穿透細胞膜的通道,像注射器一樣將一些毒性酶投入到細胞中。以往并不清楚這一過程的能量來自何處。

    Raunser 表示:“ TcA 有一條由48個氨基酸構成的蛋白質鏈,它像松緊帶或彈簧一樣被拉長。如果松緊帶或彈簧收縮,就會釋放能量推動這一通道通過細胞膜。這一機制將 Tc 復合物與其他所有已知的、如白喉和炭疽桿菌的成孔注射蛋白區分開來。”

    此外, TcA 亞單位負責將這一復合體結合到宿主細胞上;為此,它利用了 20 個受體結合結構域。Raunser 表示:“我們認為 4 個這樣的結構域往往圍繞一個受體,從而提高了結合的強度。”

    這些受體結合結構域很容易被其他的結構域移除或取代。“這意味著可將 Tc 復合物引導到特定的細胞,例如機體中的癌細胞或其他細胞。”一旦到達這些細胞, Tc 復合物可將一些具有良好療效的分子注入到細胞中。昆蟲致病 Tc 復合物也可作為殺蟲劑用于農業生產中。

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