軍團菌的逃逸途徑顯露出來
軍團菌用于逃避身體防御的精確機制在錯綜復雜的細節(jié)中得到了完善,并在eLife雜志中首次被描述。該研究揭示了一種治療嗜肺軍團菌感染的潛在新治療方法,嗜肺軍團菌是社區(qū)和醫(yī)院獲得性肺炎的常見原因,并且在近三分之一的病例中導致死亡。
身體自我感染的方法之一是吞噬細胞內的細菌或病毒 - 這個過程稱為自噬。但是特別危險的細菌,如軍團菌,已經發(fā)展出逃避這一過程的方法,使它們能夠在宿主細胞中存活。軍團菌通過產生一種叫做RavZ的分子來破壞自噬機制,但直到現(xiàn)在還不知道RavZ究竟是如何實現(xiàn)這種效應的。
“我們著手了解軍團菌逃避宿主自噬的分子機制,特別是通過確定RavZ如何在自噬過程中分解一種稱為LC3-PE的關鍵分子,”資深作者,化學基因組學組負責人Yaowen Wu博士解釋道。德國馬克斯普朗克協(xié)會中心。
LC3-PE是自噬期間主要事件之一的關鍵分子 - 形成膜結合的'囊',吞噬細菌或其他碎片,使細胞可以擺脫它。吳博士和他的同事表明,RavZ分子使用“鑷子”和“剪刀”工藝首先從細胞膜中提取LC3-PE,然后將其分解成兩部分,防止自噬。
分析諸如RavZ和LC3-PE之類的分子之間的相互作用是極具挑戰(zhàn)性的,因為難以以其天然形式分離LC3-PE并且不可能使用傳統(tǒng)的生物化學方法改變??LC3-PE的結構。為了解決這個問題,該團隊制作了LC3分子的“半合成”版本,使其能夠在改變特定成分的同時保留重要的自然特征,從而可以在復雜的細節(jié)中研究與RavZ的相互作用。
使用這些最先進的化學工具,他們首先研究了RavZ分子如何發(fā)現(xiàn)并鎖定在LC3-PE分子上。知道與LC3結合的其他分子具有特殊的基序,他們看著RavZ分子,看看這個主題是否也存在。他們發(fā)現(xiàn)RavZ帶有三個這樣的圖案,但只使用其中一個來專門置于其目標分子的LC3部分。
在確定了RavZ如何識別LC3后,他們研究了它們是否可以解決它與LC3-PE分子的結合方式。通過研究RavZ的物理結構,他們確定了它用于鎖定LC3部分的結合位點,以及它改變其形狀以封閉LC3分子的證據(jù)。一旦牢固結合,RavZ將整個LC3-PE分子從宿主細胞膜中拉出,然后將其切割成兩片。這意味著它不再對宿主細胞有用,并釋放RavZ以尋找并破壞下一個LC3-PE分子,確保不會發(fā)生自噬。
建立這種機制后,該團隊發(fā)現(xiàn)他們可以通過使用一種阻止RavZ識別和結合LC3的肽來阻斷它,突出了開發(fā)抗軍團菌藥物的有希望的途徑。
“軍團菌在進化過程中已經進化出一種非常智能和有效的機制,以避免被我們的細胞吃掉,”吳博士說。“看看這種'鑷子'提取模型是否被其他病原體使用將會很有趣,例如志賀氏菌和耶爾森氏菌,它們都會產生破壞宿主細胞內重要分子運輸?shù)奈镔|。我們希望理解這些機制將是有利于開發(fā)抗軍團菌感染的新藥。“
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