導(dǎo)致鼠疫的細(xì)菌屬于耶爾森氏菌屬,,該屬細(xì)菌還包括一種導(dǎo)致食物中毒的病原物。這些細(xì)菌能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)和其他毒性因子插入到它們寄主的細(xì)胞中,,從而干擾細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)。其中的一種蛋白叫做YpK4蛋白,,它能攻擊細(xì)胞的內(nèi)部骨架,。
現(xiàn)在,來(lái)自洛克菲勒大學(xué)的研究人員在9月8日的Cell雜志上證實(shí)了YpKA的這種作用機(jī)制,,從而給出了從原子水平到有機(jī)體整體水平的一種蛋白質(zhì)機(jī)制,并且也為新的抗生素藥物提供了一種有潛力的靶標(biāo),。
C. Erec Stebbins副教授和研究生Gerd Prehna破解了YpKA蛋白質(zhì)的一個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu),,這個(gè)區(qū)域是與另外一個(gè)蛋白質(zhì)在寄主細(xì)胞膜上相互結(jié)合的一個(gè)結(jié)合區(qū)域,。通過(guò)分析這種蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu),,Prehna發(fā)現(xiàn)這種構(gòu)造看起來(lái)像是一些寄主自己的信號(hào)蛋白形成的。通過(guò)模擬,,他發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)能導(dǎo)致一種信號(hào)途徑的關(guān)閉并造成細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)的破壞,。
在確定出這種作用后,Prehna開(kāi)始著手通過(guò)突變來(lái)干擾這種作用,。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)的引導(dǎo),他改變了YpKA接觸寄主蛋白質(zhì)的三個(gè)氨基酸,,然后分析這種突變的細(xì)菌如何影響人類(lèi)細(xì)胞,。他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了他根據(jù)結(jié)構(gòu)獲得的假設(shè):盡管野生型YpKA對(duì)其寄主細(xì)胞的細(xì)胞骨架進(jìn)行大肆破壞,但突變能使細(xì)胞骨架保持完整,。
研究人員接著又進(jìn)一步與Stony Brook大學(xué)進(jìn)行合作,創(chuàng)造出攜帶Prehna突變的鼠疫桿菌,。然后,,他們給小鼠注射野生的和突變的細(xì)菌株,。結(jié)果,所有感染野生型細(xì)菌的小鼠都在接觸后的9天內(nèi)死亡,,但注射了YpKA突變的小鼠則有80%的存活了下來(lái)——這證明Prehna的突變極大地降低了這種細(xì)菌干擾寄主細(xì)胞骨架的能力,。