一項新的研究給出了導致肉毒中毒和破傷風的毒素——肉毒桿菌毒素識別和攻擊神經(jīng)連接處的特定神經(jīng)細胞蛋白的機制，這種攻擊能夠導致患者癱瘓,。研究人員認為它們的發(fā)現(xiàn)能夠促進迅速抑制這種毒素的藥物的研制,。Howard Hughes醫(yī)學研究中的研究人員將這些發(fā)現(xiàn)公布在 2004年12月12日的Nature網(wǎng)絡版上。

    引發(fā)與肉毒中毒和破傷風有關的癱瘓的細菌,，其產(chǎn)生的神經(jīng)毒素含有一些能夠降解特定神經(jīng)細胞蛋白的蛋白酶,。這類神經(jīng)細胞蛋白叫做SNAREs,它們是神經(jīng)細胞用來傳遞神經(jīng)傳遞素并觸發(fā)臨近神經(jīng)或活化肌肉細胞過程的關鍵組分。沒有SNARE,，神經(jīng)功能就會被抑制,。

    這些裂解SNARE蛋白的神經(jīng)毒素蛋白酶對它們的靶標高度專一，這意味著每種毒素都專一識別并攻擊一種神經(jīng)元SNARE蛋白,。由于大多數(shù)毒素蛋白酶的進行裂解的區(qū)域都具有相同的結構,，因此了解它們識別特定靶標的機制非常重要。

    先前知道神經(jīng)毒素蛋白的“exosites”可能與靶標的識別有關,，但是這些exosites的位置和形狀還不為人知,。為了找到這種exosites的位置，Breidenbach創(chuàng)造出了一種特殊的與它的靶標SNARE結合的肉毒桿菌神經(jīng)毒素晶體,。研究人員利用x射線衍射技術確定了這種蛋白結晶的結構,。

    結構分析結果表明這種神經(jīng)毒素通過附著在大量的exosites上,，將自己纏繞在SNARE蛋白的一個片斷上。這種相互作用使得毒素能夠高度專一地識別SNARE蛋白,。

    這個結構首次表明蛋白質表面上（遠離活性位點）發(fā)生了一個非常廣泛的相互作用,，這種反應決定了毒素的專一性。另外一個值得一提的發(fā)現(xiàn)是毒素與它的靶標的結合造成酶構像的顯著變化,，這很有可能激活了它們分解蛋白的能力,。

    研究人員在比較這種類型的肉毒桿菌與已知的其它毒素的氨基酸序列時，發(fā)現(xiàn)他們確定的與SNARE接觸的這個區(qū)域是可變的,。這項研究發(fā)現(xiàn)了這種毒素識別靶標蛋白的機制,，這種機制的了解將會促進抑制這種毒素的新藥的研制。