用抗生素替代方法发现细菌的致命弱点

Dr. Andreas Fischer 0 2020-05-27

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沙门氏菌对抗生素有特别的抵抗力，因为它们有两层保护它们免受外部影响的膜。这使他们成为革兰氏阴性菌之一。由于这些病原体的感染越来越难以用抗生素治疗，科学家们正在寻找替代药物。一个起点是细菌驱动 - 所谓的鞭毛。在这里，科学家们现在已经发现了细菌的致命弱点。

　　许多革兰氏阴性菌，如沙门氏菌，形成长丝 - 所谓的鞭毛，它们导致它们旋转并因此有针对性地移动。没有完整的鞭毛细菌不能靶向食物来源并且不能侵入外来细胞 - 它们不再具有传染性。不伦瑞克Helmholtz感染研究中心(HZI)的科学家们与合作伙伴一起发现，一种特定的蛋白质组织了鞭毛组装的第一步。如果这种蛋白质被关闭，细菌不能再形成鞭毛。所以他们的感染宿主的能力会受到严重限制。

　　鞭毛使搜索食物或合适的主机

　　当形成新的鞭毛时，细胞膜中的各种构建块最初聚集成鞭毛生长的孔隙。该孔是鞭毛构建模块的通道，也是复杂，广泛的蛋白质转运系统的核心组成部分 - 所谓的III型分泌系统。这种复杂的结构类似于许多细菌的不同结构：在感染过程中使用致病细菌将毒素射入宿主细胞的分子注射器，导致它们死亡。研究人员怀疑注射器装置的蓝图在进化过程中已经从鞭毛的蓝图发展而来。鞭毛和分子注射器都是细菌需要感染的必需工具。“如果可以消除这些工具，细菌对人类无害，”博士说。在HZI负责初级研究小组“沙门氏菌感染生物学”的Marc Erhardt。加上在奥斯纳布吕克大学的合作伙伴，蒂宾根大学的马克斯普朗克研究所的感染生物学和德国感染研究中心团队已调查到的详细菌肠道沙门氏菌鞭毛ERHARDT建设进程。Erhardt说：“许多不同的蛋白质参与了初始毛孔的构建，但到目前为止，他们的个人角色尚不清楚。”

　　FliO将Flagellenaufbaus的第一步组织为伴侣

　　使用荧光染料，研究人员能够首先可视化蛋白质的位置。他们注意到其中一种涉及到的蛋白质，缩写为FliO，并不是永远坐在鞭毛的锚定处。它在细胞膜中自由移动并且仅在开始新的毛孔期间迁移到相应的位点。在那里它与蛋白质FliP形成复合物，主要形成毛孔。在一项实验中，研究人员关闭了沙门氏菌FliO的遗传信息。

　　结果：细菌不能再形成功能性毛孔，因此没有鞭毛。“因为蛋白质FliO本身不是毛孔的一部分，所以它显然就像一个组织者一样工作：它可以帮助其他蛋白质正确地堆积并形成毛孔，”Marc Erhardt说。

　　在进一步的研究中，研究人员能够证明，即使没有组织者FliO，蛋白FliP也能形成复合物。然而，这些都是无序的，所以没有进一步积累的毛孔积聚 - 复合物最终被再次处置。因为FliO帮助各个FliP蛋白形成正确的复合物，所以它起到所谓的分子伴侣的作用。“这种FliO的功能以前是未知的，”Erhardt说。它为将来可用于对抗各种致病细菌的药物开辟了新的起点。

　　替代药物会有很多好处

　　Marc Erhardt说：“例如，预防毛孔的活性成分将会取得双倍的成功。“他会提出这样形成鞭毛的细菌，以及那些使用分子注射器。”所以沙门氏菌，大肠埃希氏菌，耶尔森氏菌和铜绿是典型的革兰阴性菌，通过使用注射器设备感染他们的主人。相反，例如，引起肠或胃疾病的弯曲杆菌属和螺杆菌属的细菌没有分子注射。然而，它们形成鞭毛，因此也提供了替代活性成分的攻击点。“这种活性成分还会比抗生素具有优势，即病原体存活并且不会承受压力，发展对物质的抵抗，“埃尔哈特说。“另外，体内有益的细菌也能存活。”

内容来源：实验与分析

责任编辑：展源

审　　核：何发

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