導致鼠疫的細菌屬于耶爾森氏菌屬,,該屬細菌還包括一種導致食物中毒的病原物,。這些細菌能夠將蛋白質和其他毒性因子插入到它們寄主的細胞中,從而干擾細胞的正常結構,。其中的一種蛋白叫做YpK4蛋白,,它能攻擊細胞的內部骨架。
現(xiàn)在,,來自洛克菲勒大學的研究人員在9月8日的Cell雜志上證實了YpKA的這種作用機制,,從而給出了從原子水平到有機體整體水平的一種蛋白質機制,,并且也為新的抗生素藥物提供了一種有潛力的靶標。
C. Erec Stebbins副教授和研究生Gerd Prehna破解了YpKA蛋白質的一個區(qū)域的結構,,這個區(qū)域是與另外一個蛋白質在寄主細胞膜上相互結合的一個結合區(qū)域,。通過分析這種蛋白質-蛋白質復合體的晶體結構,Prehna發(fā)現(xiàn)這種構造看起來像是一些寄主自己的信號蛋白形成的,。通過模擬,,他發(fā)現(xiàn)這種結構能導致一種信號途徑的關閉并造成細胞正常結構的破壞。
在確定出這種作用后,,Prehna開始著手通過突變來干擾這種作用,。通過這種結構的引導,他改變了YpKA接觸寄主蛋白質的三個氨基酸,,然后分析這種突變的細菌如何影響人類細胞,。他的實驗結果證實了他根據(jù)結構獲得的假設:盡管野生型YpKA對其寄主細胞的細胞骨架進行大肆破壞,但突變能使細胞骨架保持完整,。
研究人員接著又進一步與Stony Brook大學進行合作,,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菌株,。結果,所有感染野生型細菌的小鼠都在接觸后的9天內死亡,,但注射了YpKA突變的小鼠則有80%的存活了下來——這證明Prehna的突變極大地降低了這種細菌干擾寄主細胞骨架的能力。