2019-04-12 05:38:01
科学家捕获细菌应激反应调节器回收卡车的快照

科学家已经捕获了两种蛋白质的第一个“快照”,这两种蛋白质参与向细胞的回收机器提供细菌应激反应主调节器。

布朗大学领导的研究小组发现,RssB是一种特别识别主调节剂并将其传递给回收机械的蛋白质,有点像回收卡车 - 形成一个紧凑的结构,具有抑制RssB活性的因子。称为IraD的抑制因子是由DNA损伤引发的,这是主要调节因子通过打开重要基因帮助细菌存活的众多压力之一。

应激反应主控制器对于许多细菌(包括导致人类疾病的细菌,如大肠杆菌和沙门氏菌)至关重要,可以在营养缺乏和其他压力情况下生存,例如在感染新宿主的过程中遇到的情况。它对于生物膜的发展和生长也很重要,生物膜通常对抗生素具有抗性并且在诸如导管和人造心脏瓣膜的医疗设备上生长。

“在这项研究之前,人们并不真正了解IraD如何抑制RssB,”布朗的分子生物学,细胞生物学和生物化学助理教授亚历山德拉·迪卡内斯库说。 “我们能够确定与RssB结合的IraD的结构并弄清楚它是如何工作的。了解细菌如何控制应激反应主控调节剂的数量可能导致抗微生物剂甚至药剂的开发,以阻止抗生素抗性的进化。 “

对于试图建立感染或在压力环境中生长的细菌来说,重要的是能够微调它们所具有的应激反应主控制器的数量,因为调节器控制大部分大肠杆菌基因,这可能是需要的。 Deaconescu说,在特定条件下开启。回收调节器浪费了用于生产调节器的化学能,但是比开启或关闭生产更快的控制方法,使其适合于适应不断变化的环境。实际上,细菌控制主调节器的生产和再循环以适应和发展。

IraD与RssB结合的结构和发现于4月11日星期四发表在Genes and Development杂志上。

Deaconescu的团队使用X射线晶体学来确定在原子级分辨率下与RssB结合的IraD的结构。该方法包括使蛋白质或蛋白质复合物结晶并观察晶体如何散射X射线。 RssB-IraD复合体看起来有点像三叶草,其中RssB形成两个叶片,两者都以“拥抱”接触IraD。 Deaconescu认为,很可能IraD首先与RssB的一个叶片或域相互作用,然后另一个域关闭,从而帮助形成一个稳定的复合体。

“我们最初认为IraD可能只与一个域绑定,而是绑定到两个域并将它们锁定在一个封闭的构象中,”Deaconescu说。 “这是该结构最大的惊喜。”

Deaconescu在国家癌症研究所的合作者研究了RssB和IraD在遗传和实验室测试中的相互作用。他们选择性地改变了交互中涉及的关键区域。他们证实,结构中鉴定的区域对于细菌细胞中两种蛋白质的相互作用以及它们在涉及细胞回收机制的实验室测试中的活性是重要的。

在未来,Deaconescu计划研究识别RssB的其他抑制因子。她认为其他抑制因子,由不同的压力信号触发,如各种营养物质的消耗,可能以不同的方式与RssB结合。它们可能与蛋白质的不同部分结合,甚至可以识别不同的构象,因为RssB是一种非常灵活和动态的蛋白质,更像是一只多用途的手,而不是只有一把钥匙的刚性锁。

Deaconescu也对触发抑制因子的压力得到解决并且细菌需要返回回收主调节剂时会发生什么感兴趣。

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