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Science:以色列科学家找到抗药性病菌作用蛋白

摘要 : 2017年1月25日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了以色列理工学院Meytal Landau研究员的一篇研究论文,研究表示找到了超级病菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌攻击人体的“弹药”,新研究成果将有助于研发具有新颖作用机制的抗菌素应对超级病菌。

 2017年1月25日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了以色列理工学院Meytal Landau研究员的一篇研究论文,研究表示找到了超级病菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌攻击人体的“弹药”,新研究成果将有助于研发具有新颖作用机制的抗菌素应对超级病菌。

研究首次发现存在着一种独特的类淀粉蛋白PSMα3,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌正是通过分泌该蛋白并形成蛋白纤维链来破坏人体细胞和免疫系统的。可以说,类淀粉蛋白是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌攻击人体的“弹药”。通过原子量级的高分辨率分析,研究人员还成功地获得了该蛋白的立体结构。

这并非人们首次发现“有害的”类淀粉蛋白。事实上,众所周知的阿尔兹海默症和帕金森症等神经性退化疾病,均与类淀粉蛋白有关。类淀粉蛋白呈网状纤维,其整齐且超稳定的结构让蛋白能够在极端环境下“生存”,常见蛋白远远不能与之相匹敌。此外,“疯牛病”致病原因也是具有类淀粉结构的朊蛋白,其具有传染性,同时因结构稳定,在肉食加工、烹饪和消化过程中不会被分解,能感染食用病牛肉制品的消费者。

研究人员表示,此前发现的所有类淀粉蛋白具有贝塔链结构,而新发现的类淀粉蛋白具有全新的阿尔法螺旋线结构。兰多说,在研究过程中,她们知道自己发现了新的独特物质,并最终在法国格勒诺布尔和美国芝加哥经过数次循环粒子加速器实验,证实它是新型类淀粉蛋白。

兰多相信,新发现将帮助人们开发出具有新作用机制的抗菌素,通过抑制超级病菌分泌类淀粉蛋白,使其丧失攻击“弹药”。由于新抗菌素的主要作用不是杀灭病菌,而是降低它对人体的毒性,因此不会导致病菌快速对新抗菌素形成抗药性。兰多认为,应对超级细菌的新理念将帮助医药公司加速药物开发和降低成本。

原文链接:

The cytotoxic Staphylococcus aureus PSMα3 reveals a cross-α amyloid-like fibril

原文摘要:

Amyloids are ordered protein aggregates, found in all kingdoms of life, and are involved in aggregation diseases as well as in physiological activities. In microbes, functional amyloids are often key virulence determinants, yet the structural basis for their activity remains elusive. We determined the fibril structure and function of the highly toxic, 22-residue phenol-soluble modulin α3 (PSMα3) peptide secreted by Staphylococcus aureus. PSMα3 formed elongated fibrils that shared the morphological and tinctorial characteristics of canonical cross-β eukaryotic amyloids. However, the crystal structure of full-length PSMα3, solved de novo at 1.45 angstrom resolution, revealed a distinctive “cross-α” amyloid-like architecture, in which amphipathic α helices stacked perpendicular to the fibril axis into tight self-associating sheets. The cross-α fibrillation of PSMα3 facilitated cytotoxicity, suggesting that this assembly mode underlies function in S. aureus.

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