一些病菌，如痢疾、食物中毒、傷寒和鼠疫的病原體發(fā)展出III型分泌系統(tǒng)，看起來就像一個注射器，其中注射器體嵌入在病菌細胞膜內，針頭指向外面，病菌可以利用這種納米注射器直接將致病因子注入宿主細胞。
德科學家成功揭示病菌組裝致病因子運輸系統(tǒng)的基本機制。該發(fā)現(xiàn)對研發(fā)比抗生素更有效的抗感染藥物有重要意義。相關研究發(fā)表在6月13日的《自然—結構與分子生物學》期刊上。
人體組織每天都會受到各種病原體的攻擊。大多數(shù)病原體會被人體免疫系統(tǒng)擊退。因此，要發(fā)生感染，病菌就必須有針對性地繞過宿主的免疫系統(tǒng)。于是病菌生成了所謂的致病因子，并通過一個傳輸系統(tǒng)將其導出細胞膜外，有針對性的送入宿主細胞。一些病菌，如痢疾、食物中毒、傷寒和鼠疫的病原體，發(fā)展出了一種特別的運輸系統(tǒng)，被命名為III型分泌系統(tǒng)。在電子顯微鏡下，這一分泌系統(tǒng)看起來就像一個注射器，其中注射器體嵌入在病菌細胞膜內，針頭指向外面，病菌可以利用這種納米注射器直接將致病因子注入宿主細胞。
此前，科學家們對這些病菌如何建立這樣的納米注射器知之甚少。現(xiàn)在，馬克斯普朗克感染生物學研究所和生物物理化學研究所的研究人員，與聯(lián)邦材料研究與測試研究院的科學家共同破解了這一注射器組裝的基本機制。他們的分析已被驗證，因為研究人員已在試管中成功組裝出這種注射器裝置。該研究展示了蛋白質如何組裝成一個空心針：病菌在細胞內部合成蛋白質，然后通過注射器把它排到外面，把它們一個接一個地置于不斷增長的針頭上。此外，科學家們還發(fā)現(xiàn)，在構成針的時候蛋白質會改變其空間結構。通過X光和核磁共振光譜，研究人員成功追蹤了針結構形成中每個蛋白質氨基酸的結構變化。
該發(fā)現(xiàn)在研發(fā)可在感染早期階段起作用的藥物方面開辟了一條新的道路。這些被稱為抗感染藥物的物質，將可以阻止注射器的形成，以及致病因子滲透進入宿主細胞。與抗生素相比它們將有巨大的優(yōu)勢，因為抗生素必須通過細胞膜進入病菌的細胞內才能發(fā)揮作用。抗生素還不能區(qū)分致病病菌和有益病菌，往往導致不良的副作用。另外，這樣的抗感染藥物還能夠克服不斷發(fā)展的抗生素耐藥性問題。
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