一些病菌，如痢疾、食物中毒、傷寒和鼠疫的病原體發(fā)展出III型分泌系統(tǒng)，看起來就像一個注射器，其中注射器體嵌入在病菌細(xì)胞膜內(nèi)，針頭指向外面，病菌可以利用這種納米注射器直接將致病因子注入宿主細(xì)胞。
德科學(xué)家成功揭示病菌組裝致病因子運(yùn)輸系統(tǒng)的基本機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)對研發(fā)比抗生素更有效的抗感染藥物有重要意義。相關(guān)研究發(fā)表在6月13日的《自然—結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》期刊上。
人體組織每天都會受到各種病原體的攻擊。大多數(shù)病原體會被人體免疫系統(tǒng)擊退。因此，要發(fā)生感染，病菌就必須有針對性地繞過宿主的免疫系統(tǒng)。于是病菌生成了所謂的致病因子，并通過一個傳輸系統(tǒng)將其導(dǎo)出細(xì)胞膜外，有針對性的送入宿主細(xì)胞。一些病菌，如痢疾、食物中毒、傷寒和鼠疫的病原體，發(fā)展出了一種特別的運(yùn)輸系統(tǒng)，被命名為III型分泌系統(tǒng)。在電子顯微鏡下，這一分泌系統(tǒng)看起來就像一個注射器，其中注射器體嵌入在病菌細(xì)胞膜內(nèi)，針頭指向外面，病菌可以利用這種納米注射器直接將致病因子注入宿主細(xì)胞。
此前，科學(xué)家們對這些病菌如何建立這樣的納米注射器知之甚少?，F(xiàn)在，馬克斯普朗克感染生物學(xué)研究所和生物物理化學(xué)研究所的研究人員，與聯(lián)邦材料研究與測試研究院的科學(xué)家共同破解了這一注射器組裝的基本機(jī)制。他們的分析已被驗(yàn)證，因?yàn)檠芯咳藛T已在試管中成功組裝出這種注射器裝置。該研究展示了蛋白質(zhì)如何組裝成一個空心針：病菌在細(xì)胞內(nèi)部合成蛋白質(zhì)，然后通過注射器把它排到外面，把它們一個接一個地置于不斷增長的針頭上。此外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，在構(gòu)成針的時候蛋白質(zhì)會改變其空間結(jié)構(gòu)。通過X光和核磁共振光譜，研究人員成功追蹤了針結(jié)構(gòu)形成中每個蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)變化。
該發(fā)現(xiàn)在研發(fā)可在感染早期階段起作用的藥物方面開辟了一條新的道路。這些被稱為抗感染藥物的物質(zhì)，將可以阻止注射器的形成，以及致病因子滲透進(jìn)入宿主細(xì)胞。與抗生素相比它們將有巨大的優(yōu)勢，因?yàn)榭股乇仨毻ㄟ^細(xì)胞膜進(jìn)入病菌的細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用?？股剡€不能區(qū)分致病病菌和有益病菌，往往導(dǎo)致不良的副作用。另外，這樣的抗感染藥物還能夠克服不斷發(fā)展的抗生素耐藥性問題。
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