全球有20亿人可能感染结核,南开科研团队……
结核分枝杆菌(Mycobacterium Tuberculosis)引起的结核病是一种古老的伴随人类历史最长的慢性传染病。世界卫生组织发布的《2020年全球结核病报告》估算,全球结核潜伏感染人群接近20亿,2019年全球新增结核病患者996万例,死亡121万例。2019年全球新发的结核病患者中,约有3.3%的新患者和18%的复治患者对利福平耐药。全球估算利福平耐药结核病患者数约46.5万,其中耐多药结核病约占78%。耐药结核病已对全球公共卫生构成重大威胁。因此,抗结核药物靶标发现及新药研发迫在眉睫。
分枝杆菌蛋白纳米隔室系统
装载DyP纳米隔室的过氧化氢清除机制
研究团队从平台期耻垢分枝杆菌(一种结核分枝杆菌模式菌)的膜组分中分离纯化出分子量~2.2 MDa的具有过氧化物酶活性的天然纳米隔室蛋白复合物,并通过单颗粒冷冻电镜技术首次完整解析了装载货物蛋白的纳米隔室三维结构。本研究中纳米隔室的外壳由60个CFP-29亚基组装成直径为24 nm,厚度为2.5 nm的正二十面体。内部货物蛋白由十二聚体形式的染料脱色型过氧化物酶(Dye-decolorizing peroxidase, DyP)构成并 “横卧”在隔室内部并呈动态变化。外壳蛋白对DyP具有重要的稳定和保护作用。纳米隔室三维结构显示,DyP是结核分枝杆菌纳米隔室发挥抵御抗氧化压力的主要货物蛋白。同时,研究团队基于纳米隔室系统外壳蛋白和货物蛋白的结构及电荷分布特征提出了过氧化氢(H2O2)清除的潜在分子机制。值得一提的是,研究团队于2018年发表在《科学》(Science)期刊上的呼吸链超级复合物III2IV2SOD2可将超氧化物自由基转化为H2O2。纳米隔室系统和呼吸链系统的空间分布及功能协同关系提示结核分枝杆菌具有更强的抗氧化能力。此外,本研究的纳米隔室的结构信息也为基于蛋白质结构的纳米颗粒在药物递送、纳米反应室和疫苗开发等领域的应用提供重要的指导信息。
本文第一作者为南开大学生命科学学院2017级博士研究生唐延婷和中国科学院大学2017级博士研究生慕安。上海科技大学王权研究员和南开大学贡红日副教授为共同通讯作者。南开大学为第一完成单位。
该研究得到了上海科技大学生物电镜平台中心、中科院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心和国家蛋白质科学中心(上海)质谱平台的技术支持及科技部和国家自然科学基金委的项目资助。
论文链接:https://www.pnas.org/content/118/16/e2025658118
往期回顾:
*陈军院士团队研究成果获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学一等奖
来源:南开大学新闻中心新媒体中心
通讯员:吝春红
编辑:周奕昕 郝静秋
审校:马长虹 吴军辉
关注公众号:拾黑(shiheibook)了解更多
友情链接:
关注数据与安全,洞悉企业级服务市场:https://www.ijiandao.com/
安全、绿色软件下载就上极速下载站:https://www.yaorank.com/
找律师打官司就上碳链网:https://www.itanlian.com/