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PNAS:了解细菌排异己 开发新型抗生素

2014/09/29 来源:生命科学研究快报
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导读
根据《生命科学研究快报》报道,美国麻省州立大学生物化学家Peter Chien与加州大学伯克利分校的研究团队通过调节蛋白降解来特异性破坏关键蛋白,以此重建了细菌严格控制自身生长和分裂的过程。该项研究成果于9月2日在线发表于美国国家科学院院刊(PNAS)。


美国麻省州立大学生物化学家Peter Chien与加州大学伯克利分校的研究团队通过调节蛋白降解来特异性破坏关键蛋白,以此重建了细菌严格控制自身生长和分裂的过程。该项研究成果于9月2日在线发表于美国国家科学院院刊(PNAS)。

所有生物都利用特异性酶选择性降解特异性蛋白来改变细胞行为,以响应体内或体外的刺激信号,使机体生长并且对千变万化的环境做出反应。能量依赖蛋白酶被认为是小分子水平的机器,在所有生物中都存在,但在细菌中尤为重要。当环境变得恶劣,比如细菌被抗生素攻击的时候,能量依赖蛋白酶能在细胞分裂过程中的精确时间点选择性剪切和破坏关键蛋白,使细胞停止分裂并转而致力于自身修复,度过困难。因此,调节蛋白降解对于细菌毒力和浸染非常关键,理解细菌如何在细胞和分子水平使用能量依赖的蛋白酶有助于发现治疗感染性疾病的新药。

新月柄杆菌的细胞周期由必需转录因子CtrA的激活降解来控制,但它在分子水平究竟是如何运作的还不为人知。研究人员早在20多年前就已经了解了对于蛋白降解很重要的能量依赖蛋白酶ClpXP。ClpXP通常在细菌的细胞周期中出现,但并不总是降解CtrA,这暗示了更复杂的调节机制的存在。研究人员发现建立CtrA底物和ClpXP蛋白酶的连接物过程中需要第二信使(能帮助不同细胞通路相互交流的蛋白小分子)来固定CtrA以及去磷酸化的适配蛋白来固定ClpXP。研究人员将三种蛋白质作为一个多成分适配体共同发挥作用,在新月柄杆菌中模拟CtrA的降解。该适配体仅在其中一个成分CpdR去磷酸化且另一个成分PopA连结在信号分子环二鸟甘酸(cyclic diguanylate)上时发挥功能。这保证了CtrA仅在细菌细胞分裂周期的特定时期降解。

Chien的研究团队今后将会致力于寻找可能作为现用抑制细菌毒力或阻止细菌对抗环境压力的抗生素的靶点的新通路。

游文娟 编译

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