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生存在人类细胞内的最具破坏性的病原体之一是结核分枝杆菌

生存在人类细胞内的最具破坏性的病原体之一是结核分枝杆菌,它是引起结核的细菌。根据世界卫生组织的数据,2019年有150万人死于这种疾病,这种疾病通常会影响到肺部。对多种最有效的抗结核药物具有耐药性的耐多药结核分枝杆菌菌株的兴起尤其令人担忧。换句话说,迫切需要治疗结核病的新药。

结核菌需要铁才能生存

所有生物,包括病原体,都需要铁才能生存。当人类细胞被诸如结核分枝杆菌之类的病原体感染时,它会将铁的浓度降至最低,从而使饥饿的人饿死。在结核病细菌,进而开始释放小分子,称为mycobactins。它们可以很好地结合自由铁,从而从宿主细胞中窃取自由铁。然后,由分枝杆菌素捕获的铁通过名为IrtAB的蛋白质转运到细菌中。

苏黎世大学医学微生物研究所教授Markus Seeger领导的一组研究人员现已详细分析了负责将铁从受感染宿主细胞转运到细菌中的蛋白质。Seeger说:“ 位于细菌膜上的转运蛋白对于病原体的生存至关重要。如果IrtAB不存在或不起作用,结核分枝杆菌将无法在人体内繁殖。”

铁转运蛋白的作用方向相反

研究人员结合使用了冷冻电子显微镜和X射线晶体学技术,首次解决了转运蛋白IrtAB的高分辨率结构。该分析是与UZH生物化学系教授Ohad Medalia合作完成的。根据其空间结构,IrtAB属于所谓的ABC出口者,通常与分子从细菌细胞中的流出有关。“但是,我们能够证明IrtAB实际上将分支杆菌素导入了结核分枝杆菌。因此,它以与预期相反的方向运输分子,” Markus Seeger说。

该研究团队与美国德克萨斯大学的科学家一起,确定了转运蛋白 IrtAB的另一个特殊之处:它可以修饰结合到分枝杆菌素中的铁,将其导入细菌后。铁因此被释放到细胞内,空的霉菌素可以被回收。

抑制铁运输可能导致新的结核病药物

Seeger总结说:“ IrtAB是潜在的药物靶标,因为它的缺失使结核分枝杆菌失去活性,无法感染。通过对IrtAB的结构和功能的阐明,我们开辟了途径来开发抑制铁转运到细菌中的新型结核病药物。” 。他说:“考虑到也会影响肺部的疾病Covid-19,结核病将来可能会再次发挥更重要的作用。完全可以想象,被Covid-19削弱的患者的结核病感染率将会增加。”添加。

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