热门:【科技前沿】上海科技大学饶子和团队解析了海藻糖转运蛋白复合物结构

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以下复印件来源于inature，作者枫叶inature聚焦于尖端科学的动态，传播科普新闻。 在细菌中，5'-三磷酸腺苷( atp )结合箱( abc )转运体含有营养物质(包括非还原性二糖海藻糖)。 这种代谢物对摄取一些人病原体(包括结核菌)的生存和致病性很重要)。 sugabc是abc转运体，可以将海藻糖从周质脂蛋白lpqy转运到分枝杆菌的细胞质。 年10月30日，上海科学技术大学赦免子团队在science advances网上发表了一篇名为“structural basiso ftre haloserecycling bythe abctransporter lpqy-sug ABC”的研究论文 该系统引人注目的独特功能是在lpqy界面捕获海藻糖的初始模式。 摄取是通过相对于sugabc旋转lpqy来实现的，海藻糖结合后，lpqy从开放、容易接近的星座移动到钳位的星座。 总之，本研究介绍的结构大大加强了对abc转运体常规机制的理解，有助于理解克阳性细菌跨膜的基质运输。 另外，这些发现在很大程度上指导了海藻糖类似物的设计和开发作为潜在的抗菌药。 海藻糖(α-d-吡喃糖-α-d-吡喃糖)是细菌、真菌、寄生线虫、昆虫和植物必须的不可还原的二糖，但未被脊椎动物采用。 海藻糖作为碳和能量的来源，具有控制代谢途径的信号分子和保护细胞膜和蛋白质免受各种压力条件(干燥、加热、脱水、寒冷、氧化等)的影响的功能。 海藻糖对包括困难的梭菌( c. difficile )和结核分枝杆菌( mtb )在内的几种病原体的生存和毒性很重要。 分枝杆菌可以引起包括结核( tb )在内的人的多种疾病 分枝杆菌与人代谢的差异是海藻糖的诉说，海藻糖是各种糖脂的重要组成部分，糖脂是重要的细胞壁结构，这对这些细菌的生存和毒性很重要。 这些糖脂中最有名的是海藻糖单甲酸酯( tmm )和海藻糖二羧酸酯( tdm )，同时对这些病原体很重要。 tmm是tdm的前体，是mtb细胞壁的主要免疫刺激成分，含有肽聚葡萄糖、阿拉伯糖、霉酸、糖脂。 tmm也被用作mtb外膜的重要成分霉菌酸的输送形式。 与革兰阴性细菌相比，mtb的外膜略有不同。 这些包括阿拉伯半乳糖结合的霉酸和非共价键脂质，这些脂质可以插入霉酸盐层。 值得注意的是，在霉菌酸和tdm的合成过程中，海藻糖部分通过霉菌基转移酶抗原85络合物催化剂释放到周质空间。 重要的问题是是否有以释放的海藻糖逆行运输为媒介的回收系统，被比较有效地采用。 在不同病原体的生存，特别是在恶劣的环境和营养不足的条件下，回收体系是否有很大差异 海藻糖特异性转运体lpqy-sugabc由含有mtb的分枝杆菌鉴定，负责使海藻糖从周质循环到细胞质。 lpqy-sugabc转运体和霉酸转运体mmpl3 (开发抗结核药的药物靶)在分枝杆菌上形成了完美的海藻糖转运电路。 值得注意的是，海藻糖回收的破坏严重损害了mtb的毒性。 另外，该系统对mtb向人和小鼠巨噬细胞的生长也是必不可少的 因此，海藻糖转运蛋白lpqy-sugabc是潜在的治疗药物目标。 但是，关于如何实现运输的分子基础还没有处理。 海藻糖转运体lpqy-sugabc含有5个子单元，属于5'-腺苷三磷酸( atp )结合箱( abc )转运体超级家族。 在这些转运体中，功能性由atp水解驱动，允许基质的运输通过膜。 因此，lpqy-sugabc可能也有类似的机制。 在lpqy-sugabc中，提出了两个在运输中结合atp水解形成核苷酸结合域( nbd )的sugc亚单元，UGA和sugb具有螺旋膜结构域，形成海藻糖的易位路径。 另外，有人建议lpqy是大肠杆菌mbp-malfgk2中麦芽糖结合蛋白( mbp )的对应物，具有将海藻糖输送到转运体的功能。 也有人建议lpqy可以控制和触发海藻糖传输所需的构象变化。 与麦芽糖结合蛋白不同，lpqy是具有n末端脂质修饰的脂蛋白。 建议这个特征有助于海藻糖运输过程中锚定在膜上。 另外，具有脂质修饰的基质结合蛋白( sbp )无处不在革兰阳性细菌中，这意味着它具有很多功能。 在这里，该研究使用单粒子冷冻电子显微镜( cryo-em )明确了耻辱尺度分枝杆菌( m. smegmatis )的海藻糖特异性转运体lpqy-sugabc的高分辨率结构。 这些结构提供了分枝杆菌使用I型abc导入蛋白复合体跨膜运输基质的第一例。 在这些结构的基础上，该研究可以描述转运体吸收和释放的结构基础。 这里介绍的结构大大加强了对abc转运体常规机制的理解，有助于理解克阳性细菌跨膜的基质运输。 另外，这些发现在很大程度上指导了海藻糖类似物的设计和开发作为潜在的抗菌药。 参考信息: advances.science mag/content/6/44/eabb 9833本文是公众号: inature(plant_ihuman )从中国生物物理学会主办的“第18届”转载的。 投稿和批准请与bscoffice@bsc联系 微信号: bsc-1979喜欢这个文案的人也喜欢原来的标题:“【科学技术尖端】上海科学技术大学保鲜膜和团队分析了海藻糖转运复合体的结构”原文