《自然》：科學(xué)家***細菌的“******”
2014-02-26 11:04
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來(lái)源：生物360
作者：孫福慶
責任編輯：云霄飄逸
[導讀] 細菌開(kāi)發(fā)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(chóng)病原體發(fā)冷光桿菌一類(lèi)的細菌所利用的 Tc 毒素復合物尤其不同尋常。
細菌開(kāi)發(fā)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(chóng)病原體發(fā)冷光桿菌一類(lèi)的細菌所利用的 Tc 毒素復合物尤其不同尋常。
日前，來(lái)自德國馬克斯普朗克分子生理學(xué)研究所等機構的研究人員在《自然》報告稱(chēng)，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(lái)穿透細胞膜的。這些蛋白在醫學(xué)領(lǐng)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(fā)冷光桿菌與線(xiàn)蟲(chóng)共生共存。這些細菌寄生在線(xiàn)蟲(chóng)的腸道中靜待攻擊一種昆蟲(chóng)——此時(shí)細菌發(fā)揮作用，釋放 Tc 毒性復合物快速地殺死昆蟲(chóng)。在轉向下一個(gè)受害者之前，線(xiàn)蟲(chóng)和細菌共同生活在昆蟲(chóng)的尸體中。
論文資深作者、德國馬克斯普朗克分子生理學(xué)研究所物理生物學(xué)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(gè)大概的輪廓。現在我們獲得了一些圖像，這使得我們甚至能夠區分單個(gè)的原子！”
“注射”前后，Tc 復合物的結構變化
借助 X 射線(xiàn)晶體學(xué)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(gè)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(guò)程的能量來(lái)自何處。
Raunser 表示：“ TcA 有一條由48個(gè)氨基酸構成的蛋白質(zhì)鏈，它像松緊帶或彈簧一樣被拉長(cháng)。如果松緊帶或彈簧收縮，就會(huì )釋放能量推動(dòng)這一通道通過(guò)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(kāi)來(lái)。”
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(gè)受體結合結構域。Raunser 表示：“我們認為 4 個(gè)這樣的結構域往往圍繞一個(gè)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(zhù)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(chóng)致病 Tc 復合物也可作為殺蟲(chóng)劑用于農業(yè)生產(chǎn)中。
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