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江蘇菲亞生物科技有限公司

至關重要的新蛋白質家族

時間:2018-6-14閱讀:224
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   科學家們發(fā)現(xiàn)了幾乎所有的細菌利用來構建和維持細胞壁的一個新的蛋白質家族。研究者說,發(fā)現(xiàn)第二組細胞壁合成者可幫助為開發(fā)出急需的療法以靶向細胞壁作為一種途徑來殺死有害細菌鋪平道路。我們知道這些蛋白是*的靶標,是因為我們可以從細胞的外部抑制這些酶?,F(xiàn)在我們更好地認識了這些蛋白的功能,以及一種潛在的藥物有可能如何影響它們的活性。

    細胞壁對維持細菌結構完整性,決定它的形狀,抵擋住來自毒素、藥物和病毒的外部攻擊,起著至關重要的作用。細胞壁是由通過短肽連接在一起的糖鏈所構成。半個世紀以來,人們都認為*結合蛋白是主要的。

*是在1928年被發(fā)現(xiàn),于1942年用于治療細菌感染,然而直到1957年科學家們才了解了*阻斷構建細菌細胞壁的這些蛋白的機制。上世紀七八十年代針對大腸桿菌的研究詳細闡明了*結合蛋白構建細胞壁的機制。后來出現(xiàn)的一些線索表明,可能有其他的因子參與了細胞壁生物合成。在2003年,生成了一個被該領域中的許多人所忽視的重要研究發(fā)現(xiàn):在缺乏*結合蛋白的情況下,枯草桿菌(Bacillus subtilis)也能夠生長并合成它的細胞壁。一些研究人員對這一“遺漏的聚合酶”,有時又稱“兼zhi酶”非常感興趣。研究人員認為,一個對細胞形狀、伸長、分裂和孢子形成負責的蛋白質家族:SEDS蛋白可能是這一遺漏酶的主要嫌疑犯。SEDS以一種方式沿著細菌細胞的周圍移動,表明它們可能參與合成了細胞壁,它們如果失活會擾亂細胞壁合成。

    為了驗證SEDS蛋白可能參與了細胞壁合成這一假設,研究人員刪除了參與聚合細胞壁的所有已知*結合蛋白。而SEDS蛋白如原來那樣以幾乎相同的方式繼續(xù)移動。觀察結果使得SEDS蛋白看起來像遺漏的酶,且更像是主要作用因子而非僅僅是兼zhi者。隨后的遺傳學與生物化學實驗證實,SEDS蛋白確實是一個全新的細胞壁合成者家族。

科學家們還發(fā)現(xiàn),兩個細胞壁合成者家族能夠協(xié)同發(fā)揮作用:SEDS蛋白環(huán)繞細胞壁生成箍狀(hoop-like)結構,*結合蛋白分散地移動,形成了較小的結構,與箍狀結構一起構建出了細胞壁。

    研究人員說,早先的一些研究表明,當阻斷*結合蛋白時細菌會死亡,掩蓋了SEDS蛋白的重要性。

   在當前的論文中,科學家們發(fā)現(xiàn)相比*結合蛋白,SEDS蛋白在細菌中更常見,這為我們帶來了希望:一種潛在的靶向SEDS蛋白的抗生素能夠有效地對抗廣譜的細菌。長期以來,在這一領域中人們認為一組酶在一組復合物中發(fā)揮作用構建了一堵墻。現(xiàn)在我們獲得了兩組酶,它們似乎在不同的系統(tǒng)中起作用。不知何故,它們必須協(xié)調構建這一網狀結構來維持完整性,并隨著細胞生長與分裂而擴大。

    這兩個蛋白質家族是如何共同發(fā)揮作用的,是新研究工作提出的許多問題之一。

細菌細胞壁環(huán)繞著細胞膜,維持了細胞的完整性和形狀。一旦細胞壁遭到破壞,細菌就會死亡,使得我們能夠從感染中康復過來。2008年,美國科學家利用高科技顯微鏡技術,觀察到了細菌細胞壁的三維結構。這使得科學家能夠在納米尺寸觀察這些生物學結構。  

英國細菌學家弗萊明首先發(fā)現(xiàn)了世界上種抗生素——*,然而在近一個世紀后這一特xiao藥的作用方式仍然神秘難解。人們知道,這一古老且廣泛使用的抗生素攻擊了負責構建細菌細胞壁的一些酶。2014年,研究人員們?yōu)檫@一故事添加了新章節(jié)。研究發(fā)現(xiàn),揭示了*給予細菌毀滅性打擊的機制——這有可能促成一些新的方法來阻止耐藥

    2016年3月,科學家們發(fā)現(xiàn),細菌細胞壁碎片可穿過胎盤進入胎兒正在發(fā)育的神經元中,從而改變胎兒大腦的解剖學以及出生后的認知功能。

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