扑克牌游戏玩法大全
细菌感染会致病,是蛋白转运在“捣乱”
2019-07-09 12:03:47      来源:科技日报

人和动物为何会在感染细菌后生病?细菌通常是单细胞微生物,一个细胞即一枚细菌。一些致病菌为了在宿主体内生存、繁殖和扩散,会在细胞内核糖体中制造一些蛋白类的毒力因子,并将这种蛋白分泌到细胞外。即便是非致病菌,也会为了适应其生活环境,向外分泌一些蛋白质。

细菌内部的蛋白质如何“跨膜”?这是学界一直想搞清楚的问题。近期,北京大学生命科学学院研究员李龙、高宁团队合作为分泌型蛋白“跨膜”瞬间拍照,解析了蛋白转运分子机制。相关研究成果发表在《自然·通讯》杂志上。

信号肽做探针 分泌蛋白“扫码上车”

“蛋白转运是一个高度调控过程,必然存在某种机制?#32321;?#32454;胞内部能够特异性地将需要分泌的蛋白质转运出去。”李龙在接受科技日报记者采访?#21271;?#31034;。

早在上世纪70年代就有学者推测,细胞内存在一种物质,能够将待分泌的蛋白识别出来,避免出现将不必分泌到胞外的蛋白运出去这种乌龙事件。1972年,研究人员发现一些免疫球蛋白的前体比成熟体多了20个氨基酸。

1975年,德国学者布洛贝尔等人提出了信号肽假说,将这多出来的20个氨基酸称为信号肽,如果胞内某种蛋白质的序列上含信号肽,就相当于给该蛋白打上了“待转运”的“条形码”,华丽变身成了分泌蛋白,随后便会?#23567;?#36710;辆”载着该蛋白来到细胞膜内侧。随后该蛋白通过细胞膜上的“特殊通道”,被分泌到胞外。该假说后续被一系列实验证实,布洛贝尔也因此获得1999年诺贝尔生理学或医学奖。

运送分泌蛋白的“车辆”是什么?“它在细菌里可以是一种ATP水解酶,?#37096;?#20197;是一种蛋白质,我们将之称为SecA,由于它载着分泌蛋白运动,故可看成是‘马达蛋白’。”李龙告诉记者,信号肽与分泌蛋白有一一对应的关系,信号肽的种类多样,通常每种分泌蛋白都有独特的信号肽“条形码”。马达蛋白却不那么“讲究”,只要是?#23567;?#26465;形码”的蛋白都能成为它的“乘客”,不论是哪种分泌蛋白。

细胞膜上存在一种通道蛋白SecY,它的职责是扫描被马达蛋白运送过来的分泌蛋白,识别成功后开启特殊通道,放行分泌蛋白,随后通道关闭,恢复细胞膜本来的磷脂双分子层结构。

虽然蛋白转运的大致过程已经探明,但更深层次的疑惑仍需探究,如为何马达蛋白能够非特异性识别信号肽?人们发现的信号肽为何均存在疏水结构?

三种蛋白“一台戏” 相互识别有规律

李龙、高宁团队利用电子冷冻显微镜给正在“跨膜”的蛋白质们拍了一张“照片”,回答了非特异性结合的问题。

事实上,恰好?#30333;?#25293;”到蛋白质“跨膜”的那一瞬间很难,因为整个蛋白质转运的过程十分迅速,1?#32957;?#33021;够完成十几个蛋白质的转运,所?#28304;?#21069;学界还没有人拍到这种照片。此次两个团队另辟蹊径,给细胞“投喂”了ATP类似物,将转运过程锁定在“跨膜”的阶段,再将蛋白冷冻下来,用电镜拍照片,将瞬间永?#26522;?#26684;。

研究人员分析发现,马达蛋白能够与分泌蛋白的主链通过氢键结合,折叠成片层结构。而蛋白质的种类是由其侧链上的氨基酸序列决定的,不同分泌蛋白的主链序列是一致的。这就明确解释了马达蛋白对分泌蛋白“来者不拒”的原因。

至于信号肽的疏水结构,李龙等人早年在《自然》杂志上发表文章,?#33268;?#36807;这个问题。细胞膜的磷脂双分子层本身即为疏水结构,膜上的通道蛋白SecY能够识别出同样具有疏水结构的信号肽,并将其钉扎在细胞膜上,随后细胞内的信号肽酶会将信号肽和分泌蛋白切割,分泌蛋白“跨膜”而出,信号肽则被?#21040;?转化成基本物质氨基酸,参与到?#20081;?#27425;的细胞活动?#23567;?/p>

“这两次研究相当于两张半图,拼接成了一张完整的‘跨膜’图片。”李龙说,但整个蛋白质转运过程并非只是一张“跨膜”瞬间的图片就能解释清楚的,它是个动态的过程,需要无数张图片汇成一个动态图像才能真实重构出蛋白质转运的真?#36947;?#31243;。这将是研究人员?#20081;?#27493;的研究课题。(科技日报 实习记者于?#26174;?/span>)

编辑:黄彩英 责任编辑?#26680;?#32418;亮

广告热线:(0871)65364045  新闻热线:(0871)65390101

24小时网站违法和不良信息举报电话:0871-65390101  举报邮箱:2779967946@qq.com

互联网新闻信息服务许可证:53120170004

增值电信业务经营许可证(ICP):滇B2-20090009

扑克牌游戏玩法大全 快乐十分现场直播 25选7走势图 广东36选7开奖结果查 天将国际网上棋牌 龙王捕鱼原版 伊蒂哈德vs艾因 皇马vs赫塔菲直播 水晶宫队 美女捕鱼 兰斯9攻略