科學(xué)家找到殺死抗藥細(xì)菌的新靶點(diǎn)
中國微生物菌種查詢網(wǎng) / 2016-12-08 07:48:58
德國科學(xué)家最近闡明了一個(gè)細(xì)菌回收mRNA上停滯核糖體的新機(jī)制，當(dāng)mRNA上缺少終止密碼子就會(huì)導(dǎo)致核糖體無法從mRNA上脫離。參與該過程的蛋白為未來開發(fā)新抗生素藥物提供了潛在靶點(diǎn)。
對傳統(tǒng)抗生素產(chǎn)生抵抗的抗藥細(xì)菌越來越成為一個(gè)嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)難題，因此急需開發(fā)可以攻擊新靶點(diǎn)的新抗生素。“許多抗生素通過作用于細(xì)菌核糖體抑制蛋白合成過程中的多個(gè)步驟來發(fā)揮作用?！鄙瘜W(xué)家DanielWilson指出。但是停滯核糖體的回收過程被大家所忽視。該研究對核糖體的回收過程進(jìn)行了全面的結(jié)構(gòu)學(xué)研究。研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature上。
核糖體是將mRNA攜帶的遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器。核糖體能夠向一個(gè)固定方向“閱讀”核苷酸序列，當(dāng)遇到終止密碼子就會(huì)從mRNA上釋放。但是mRNA合成和加工過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致mRNA缺少終止信號，引起核糖體一直附著在mRNA和正在合成的蛋白質(zhì)上發(fā)生停滯。細(xì)胞進(jìn)化出幾種方式來幫助核糖體從mRNA上脫離，并對這些核糖體進(jìn)行回收再利用。
Wilson的研究團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡技術(shù)確定了細(xì)菌內(nèi)負(fù)責(zé)核糖體回收的因子ArfA的結(jié)構(gòu)。他們的分析揭示了ArfA如何從一個(gè)有缺陷的mRNA上識別停滯的核糖體，隨后招募一個(gè)釋放因子將核糖體從未完成的蛋白上解除。這樣就可以使停滯的核糖體從mRNA上釋放，按照正常方式分離成大小亞基。分離的大小亞基又可以重新與另一個(gè)mRNA接觸，繼續(xù)進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。
“我們的結(jié)果有助于開發(fā)新的抗生素，抑制ArfA介導(dǎo)的核糖體回收?！盬ilson這樣說道。由于人類核糖體的回收依賴于一些與ArfA無關(guān)的因子，這樣的抑制劑應(yīng)該只能特異性作用于細(xì)菌核糖體，通過切斷游離核糖體的供應(yīng)逐漸殺死細(xì)菌。