Nature:中国学者连发两篇《自然》论文 聚焦脂多糖
2014-06-24 佚名 生物360
脂多糖LPS是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分之一,主要由 lipid A,核心多糖和O-抗原三部分组成。对于绝大多数革兰氏阴性菌来说,脂多糖有着至关重要的作用。它能为这些细菌提供保护,帮助它们抵御恶劣的环境和外界的毒素(包括抗生素)。当细菌入侵人体时,LPS会作为重要的抗原分子,引起机体的免疫反应。可见,这种物质对于人体的免疫应答也是很重要的。 日前,《自然》(Nature)同时发表了两项中国学者的
脂多糖LPS是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分之一,主要由 lipid A,核心多糖和O-抗原三部分组成。对于绝大多数革兰氏阴性菌来说,脂多糖有着至关重要的作用。它能为这些细菌提供保护,帮助它们抵御恶劣的环境和外界的毒素(包括抗生素)。当细菌入侵人体时,LPS会作为重要的抗原分子,引起机体的免疫反应。可见,这种物质对于人体的免疫应答也是很重要的。
日前,《自然》(Nature)同时发表了两项中国学者的研究,这两篇文章不约而同的解析了脂多糖转运的分子基础,并得到了颇为一致结论。脂多糖需要从细菌的内膜运送到外膜,这一过程主要由跨膜的蛋白复合体介导。该复合体含有七个脂多糖转运蛋白(LptA–LptG),不过迄今为止人们还不清楚这个复合体的具体作用机制。
在第一项研究中,中国学者向人们展现了沙门氏菌(Salmonella typhimurium)的脂多糖易位子,获得了 LptD–LptE 复合体的完整晶体结构。文章的通讯作者是中山大学第一附属医院的王文见(Wenjian Wang)与英国 East Anglia大学的董长江(Changjiang Dong,音译)。研究显示,LptD形成了一个含26段折叠的β-桶状结构,这也是已知的最大β-桶状结构。而LptE形成了一个卷,插入到LptD的桶状结构中。研究人员通过结构数据、分子动力学模拟和功能分析指出,脂多糖中的亲水O-抗原和核心多糖可以穿过上述桶状结构,而lipid A能通过LptD上的开口(位于β1和β26之间)插入到细菌外膜。
在第二项研究中,来自于中科院生物物理研究所的黄亿华(Yihua Huang)研究员带领研究团队解析了福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)110KD LptD–LptE 膜蛋白复合物的晶体结构,获得了2.4埃的分辨率。这项研究中的 LptD–LptE 结构也呈现出“桶”与“插头”的模式。此外研究人员还指出,脯氨酸残基使两个β折叠发生扭曲,在“桶”壁上形成了潜在入口。
这两项研究不仅有助于人们进一步理解细菌的外膜组成,也有助于开发新药,解决日益严重的多重耐药菌。
原始出处:
Haohao Dong, Quanju Xiang, Yinghong Gu, Zhongshan Wang, Neil G. Paterson, Phillip J. Stansfeld, Chuan He, Yizheng Zhang, Wenjian Wang & Changjiang Dong. Structural basis for outer membrane lipopolysaccharide insertion. Nature, 18 June 2014;
Shuai Qiao, Qingshan Luo, Yan Zhao, Xuejun Cai Zhang & Yihua Huang. Structural basis for lipopolysaccharide insertion in the bacterial outermembrane. Nature, 18 June 2014;
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