JGP：炭疽毒素如何形成致死性“傳送帶”？

2016年10月02日訊 近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志The Journal of General Physiology上的研究報(bào)告中，來自麥吉爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究構(gòu)建了一種炭疽毒素三維圖譜，這或能幫助解釋炭疽毒素如何將致死性的組分運(yùn)輸?shù)礁腥炯?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，研究者指出，細(xì)菌蛋白或可扮演“傳送帶”的角色，從而使得毒性酶類能夠持續(xù)地在細(xì)胞膜上流動(dòng)。

在炭疽感染期間，炭疽芽孢桿菌能夠分泌一種特殊毒素，該毒素由名為致死因子（LF）和水腫因子（EF）兩種相關(guān)酶類和第三種名為保護(hù)性抗原（PA）三種蛋白組成，這三種蛋白能夠彼此結(jié)合并且被吞噬到宿主細(xì)胞的核內(nèi)體中，隨后8個(gè)保護(hù)性抗原中有7個(gè)都會(huì)形成內(nèi)吞體膜的核心，從而就會(huì)使致死因子和水腫因子轉(zhuǎn)移到其能夠損傷的細(xì)胞質(zhì)中，并且最終殺滅宿主細(xì)胞，為了通過該核心結(jié)構(gòu)，致死因子和水腫因子就必須在重新折疊形成細(xì)胞質(zhì)活性構(gòu)象之前在胞內(nèi)體腔中展開。

文章中，研究人員利用冷凍電鏡技術(shù)構(gòu)建了在轉(zhuǎn)移過程發(fā)生之前由保護(hù)性抗原和致死因子形成的核心復(fù)合體結(jié)構(gòu)的三維圖譜，該圖譜揭示了圍繞在窄孔結(jié)構(gòu)周圍的7個(gè)保護(hù)性抗原蛋白，其還在邊緣結(jié)構(gòu)上攜帶了三個(gè)致死因子，并且這些保護(hù)性抗原蛋白處于被易位的準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)同保護(hù)性抗原亞單位結(jié)合后，每一個(gè)致死因子都會(huì)同自己的“順時(shí)針鄰居”相結(jié)合，研究者們認(rèn)為，這些內(nèi)在的致死因子相互作用能夠幫助固定毒性酶類并且抑制其過早地展開。

此外，隨著第一個(gè)致死因子進(jìn)入到管孔結(jié)構(gòu)中，其鄰居就會(huì)失去平衡狀態(tài)以便能夠追隨第一個(gè)分子的尾巴，而額外的致死因子蛋白則能夠結(jié)合到孔狀結(jié)構(gòu)邊緣空出的位點(diǎn)上，從而就會(huì)使得分子連續(xù)地涌入到細(xì)胞質(zhì)中；的確，對(duì)這種核心復(fù)合體結(jié)構(gòu)的電生理記錄結(jié)果也能夠支持上述結(jié)果，從而就能夠幫助細(xì)菌連續(xù)地轉(zhuǎn)運(yùn)致死因子。最后研究者Rouiller說道，我們通過研究發(fā)現(xiàn)，炭疽桿菌的孔狀結(jié)構(gòu)能夠高效地轉(zhuǎn)移全長(zhǎng)度的致死因子，而且其還能夠有效地維持較長(zhǎng)時(shí)間的滿載狀態(tài)，從而就在轉(zhuǎn)移致死因子的同時(shí)扮演關(guān)鍵的“傳送帶”的角色。

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