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九江江开元棋牌研究小组揭示了金属从人类病原体转变的新机制。资料来源:物理科学与技术学院/技术开发部日期:2018-03-29浏览次数:2571

纪泉江教授的学校材料科学学院的研究小组揭示了一种新的机制 ,即人类病原体依赖小分子的蝶粉来识别和捕获过渡金属离子。最近,相关结果是“机械”。 关于葡萄球菌介导的金属采集的见解“ ,在国际知名学术期刊《美国科学院会刊》(PNAS)上在线发表。

过渡金属离子是非常重要的营养素,生物体中超过30%的蛋白质含有过渡金属离子。它充当酶促反应的催化中心 ,或维持功能蛋白的结构完整性并起信号分子的作用 。金属离子的获取对于致病细菌非常重要,并且是病原体成功侵入宿主,繁殖自身并引起疾病的关键。金黄色葡萄球菌是一种剧毒的革兰氏阳性细菌,可引起轻微的皮肤化脓 ,在这种情况下 ,危及生命的主要感染  ,如伪膜性结肠炎  ,肺炎和一般化脓性感染等。研究金黄色葡萄球菌如何侵入人类宿主并引发疾病对预防感染和开发适当的治疗方法至关重要。 2016年  ,《Science》报道了一种新的小分子金属螯合剂,葡萄糖胺 ,由Cnt转运蛋白上游的三种蛋白CntK/L/M合成。进一步的研究发现,它可以结合和调节过渡金属离子如Ni2 + ,Zn2 +,Co2 +等的转运 ,从而导致金黄色葡萄球菌的致病性。然而 ,葡萄糖胺/金属离子复合物的识别和转运的分子机制尚不清楚。

季泉江的研究小组发现,溶质结合蛋白CntA可有效地与葡糖胺/金属离子复合物结合 ,如氨基葡萄糖/Co2 +,氨基葡萄糖/Ni2 +等 ,但仅用小分子葡萄糖胺 ,通过等温量热滴定分析(ITC)  。或者二价金属离子不相互作用。随后 ,研究小组成功分析了CntA蛋白单体和与金属离子转运相关的CntA /葡糖胺/金属离子复合物的各种晶体结构,发现葡萄糖胺/金属离子的识别导致非常显着的CttA结构构象。改变。该研究还发现,在分子水平上 ,10个氨基酸残基(Y27 ,W103 ,R140 ,R225,R393 ,Q404,W406 ,Y410 ,N423,Y497)与CntA结合口袋中葡糖胺/金属离子的识别密切相关。揭示了CntA与葡糖胺/金属离子复合物之间的相互作用模式。

同时 ,利用研究团队独立开发的金黄色葡萄球菌基于CRISPR/Cas9的基因组编辑技术(JACS ,2017,139,3790),研究人员在基因组的五个关键位点快速有效地实现突变 ,确认葡萄 。胺/金属离子络合物传输识别过程在过渡金属采集中的关键作用 。这些研究揭示了金黄色葡萄球菌中CntA与小分子螯合剂,葡萄糖胺和金属离子(Zn2 + ,Co2 + ,Ni2 +)之间的相互作用模式 ,并解决了金黄色葡萄球菌中Cnt转运蛋白识别和金属离子捕获的分子机制。扩大了金黄色葡萄球菌发病机制的研究 。该研究还为新型过渡金属提取机制的研究和其他病原体新治疗方法的开发奠定了基础。

本文第一作者宋立强是冀泉江研究组博士后,2016年硕士生张一飞是第二作者 ,冀泉江是通讯作者 ,尚科大学是第一完成单位。该研究得到了科技部重点研究开发项目、基金委员会重大研究项目和中央组织部青年千人计划的支持 。

纸张链接:

http://网址:www.pnas.org/content/early/2018/03/21/1718382115

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(一) CNTA/氨基葡萄糖/CO2+复合物的三维结构。 (b/c)CNTA与葡萄糖胺/CO2相互作用图+