科學(xué)家們解開常見的細(xì)菌造壁蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

長城周圍細(xì)菌保護(hù)他們免受外部攻擊一直是誘人的藥物療法的目標(biāo)。事實(shí)上,一些現(xiàn)代醫(yī)學(xué)最可靠的抗生素消除有害細(xì)菌通過擾亂蛋白質(zhì)建立防護(hù)裝甲。

幾十年來,科學(xué)家們只知道一種wall-making蛋白質(zhì)家族。然后在2016年,哈佛醫(yī)學(xué)院的一個科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的蛋白質(zhì)家族,調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂和細(xì)胞形狀有一個秘密技巧:建立細(xì)菌壁。

現(xiàn)在,在另一個科學(xué)第一次描述了3月28日在本質(zhì)上相同的成員研究小組揭示了分子建筑塊和結(jié)構(gòu)性疲弱的一個關(guān)鍵成員的家庭。

“我們最新的發(fā)現(xiàn)揭示了分子結(jié)構(gòu)又和識別通道點(diǎn)新的抗菌藥物可以綁定和顛覆其工作,”研究的高級研究員安德魯·克魯斯說,生物化學(xué)和分子藥理學(xué)副教授哈佛醫(yī)學(xué)院。

新異形的蛋白質(zhì),又屬于一個家庭統(tǒng)稱為種子蛋白質(zhì),存在于幾乎所有的細(xì)菌。味精的近乎普及使得這些蛋白質(zhì)理想的廣譜抗生素的發(fā)展目標(biāo)干擾他們的結(jié)構(gòu)和功能,有效地中和一系列有害細(xì)菌.

一個薄弱環(huán)節(jié)

在他們的早期研究,科學(xué)家們表明,又構(gòu)建細(xì)胞墻編織在一起大糖分子與集群的氨基酸。一旦建立,墻環(huán)繞的細(xì)菌,保持結(jié)構(gòu)完整,而排斥毒素、藥物和病毒。最新的調(diào)查結(jié)果,然而,更進(jìn)一步和確定潛在的薄弱環(huán)節(jié)在蛋白質(zhì)的化妝。

具體來說,蛋白質(zhì)的分子剖面揭示結(jié)構(gòu)特點(diǎn)讓人想起其他蛋白質(zhì)的架構(gòu)克魯斯拆卸。其中,神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的細(xì)胞受體,腎上腺素,這是成功的目標(biāo)藥物促進(jìn)或阻止水平能反映人的情緒化學(xué)治療一系列的疾病,包括心臟和呼吸系統(tǒng)疾病。

一個特定的特性引起了科學(xué)家的關(guān)注pocket-like腔面臨的外表面蛋白質(zhì)。空腔的大小和形狀以及它從外部訪問,使它特別有吸引力的藥物靶標(biāo),研究人員說。

“是什么讓我們興奮的是,這種蛋白質(zhì)有相當(dāng)離散的口袋,看起來很容易和有效的有針對性的藥物結(jié)合,干擾蛋白質(zhì)的能力,”研究文章的第二作者大衛(wèi)•Rudner哈佛醫(yī)學(xué)院的微生物學(xué)和免疫生物學(xué)教授。

在一組實(shí)驗(yàn)中,研究人員又在兩個細(xì)菌物種——教科書的結(jié)構(gòu)改變兩大階級的代表構(gòu)成大多數(shù)致病細(xì)菌。其中一個是大腸桿菌,它屬于一個類的生物膜單元稱為革蘭氏陰性細(xì)菌,如此命名是因?yàn)榉磻?yīng)染色試驗(yàn)用于微生物學(xué)。另一個細(xì)菌枯草芽孢桿菌,single-membrane生物,屬于所謂的革蘭氏陽性細(xì)菌。

當(dāng)研究人員誘導(dǎo)甚至輕微的改變又的空腔結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)失去了它的能力來執(zhí)行其工作。大腸桿菌和枯草芽孢桿菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞又迅速擴(kuò)大,成為畸形,最終破裂和泄漏他們的內(nèi)容。

“化學(xué)compound-an抑制劑結(jié)合這個口袋會干擾蛋白質(zhì)合成和維持細(xì)菌壁的能力,”研究論文的第一作者說梅根Sjodt,哈佛醫(yī)學(xué)院的研究員。”,在本質(zhì)上,墻上,削弱細(xì)胞和引發(fā)級聯(lián),最終導(dǎo)致死亡。”

另外,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)所有細(xì)菌物種是高度保守的,一種抑制化合物的發(fā)現(xiàn)意味著,至少在理論上,一種藥物能對多種有害嗎細(xì)菌.

“這突出了非常基本的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的美,”研究員托馬斯·伯恩哈特說,哈佛醫(yī)學(xué)院的微生物學(xué)和免疫生物學(xué)教授。“你得到最基本的東西被發(fā)現(xiàn)在所有物種中,當(dāng)工作在其中的一個東西,很有可能會工作。”

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