2018-09-29 18:32:01
细菌蛋白质模仿DNA破坏细胞的防御

沙门氏菌感染通常是由吃或处理未煮熟的肉或蛋引起的,每年影响全球约1亿人。感染引起的痛苦——腹部痉挛、发烧和腹泻——是细菌和被感染的人类细胞之间一系列极其精确的分子相互作用的结果。在《生物化学杂志》上发表的一项新研究中,伦敦帝国学院和弗朗西斯·克里克研究所的研究人员报告了沙门氏菌感染后如何关闭免疫途径的一些细节。

当像肠炎沙门氏菌这样的病原体感染细胞时,细胞会激活一系列信号,最终导致某些基因被开启以激活保护性免疫反应。一组开启免疫相关基因的蛋白质被称为NF -?转录因子。然而,沙门氏菌会产生自己的一组蛋白质来阻止这种情况的发生。

监督这项工作的帝国研究人员特蕾莎·瑟斯顿说:“这些(细菌蛋白质)起到一把剪刀的分子作用,切断NF - kappaB转录因子,从而破坏受感染细胞的免疫反应。”。

这些破坏蛋白,统称为锌金属蛋白酶效应蛋白,对破坏分子的作用惊人地微妙。在沙门氏菌感染的人类细胞中,有五种不同类型的NF - kappaB蛋白,但是沙门氏菌效应物只切割了其中的三种,剩下的两种没有受到影响。

瑟斯顿说:“宿主和病原体之间的相互作用非常复杂。”“所以我认为这种选择性意味着(细菌蛋白)能够影响免疫反应的某一特定部分,同时保持其他部分不受影响。这样,他们就真的在微调宿主的免疫反应,而不是产生全面的炸弹清除效果。"

由研究生埃利奥特·詹宁斯领导的瑟斯顿团队想了解这些细菌蛋白质是如何在分子水平上如此准确地表现出来的。为此,研究小组制作了其中一个人的详细三维结构,包括单独的和与人类NF - kappaB蛋白复合的三维结构。

他们发现了一种复杂的分子破坏机制。NF - kappaB转录因子通过与特定位置的DNA结合来开启免疫系统基因。沙门氏菌效应蛋白呈现出DNA骨架的近似形状和电荷,本质上是引诱NF - kappaB蛋白粘附于其上;一旦发生这种情况,沙门氏菌蛋白就会切割NF - kappaB蛋白。

这种情况的精确程度——仅针对五分之三的NF - kappaB蛋白——取决于细菌效应物与目标NF - kappaB蛋白中单一氨基酸的相互作用方式。

瑟斯顿说:“只要氨基酸序列发生一次变化,我们就可以创造出一个不再被切割的目标。”“反之亦然:在只改变一个氨基酸后,(效应物)就能够切割一种通常没有靶向的蛋白质。"

换句话说,细菌蛋白质仅仅基于一个特定的氨基酸来区分人类蛋白质。

这些发现共同构成了一幅复杂的画面,展示了沙门氏菌是如何通过小心地破坏免疫信号通路中的关键分子来粗暴对待人类宿主的。
瑟斯顿说:“也许一旦我们对细菌如何战胜宿主有了一个完整的了解,我们就可以改变平衡,让宿主受益。”“在沙门氏菌感染的情况下,这可能很重要,因为许多死亡病例都与免疫受损的患者有关。"

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