蛋白质的形状支撑着志贺氏杆菌敏感性

志贺氏杆菌细菌可以感染人类,但不是老鼠。在3月29日的问题自然,一个团队从康州大学健康解释了为什么。他们的发现可能解释的停止我们的免疫系统的关键武器。

志贺氏杆菌感染引起发烧,胃痛,和长时间,有时腹泻带血,只要一个星期。细菌生病每年仅在美国就有450000人。尽管大多数人自行恢复,在免疫力低下的儿童和那些志贺氏杆菌感染的风险蔓延到他们的血液中,导致肾脏损害。志贺氏杆菌感染疾病和残疾的一个重要原因,但很难研究细菌感染灵长类动物和人类一样,因为它只apes-not动物容易在实验室学习。不能感染的细菌更典型的实验室动物,如老鼠。

之前的研究已经观察了志贺氏杆菌与gasdermin-B相互作用,我们的免疫系统的关键部分,帮助保护我们免受感染。Gasdermin-B蛋白质家族成员被称为gasdermin,包括gasdermin-A - b, c, d, e和- f。据说当gasdermin-B检测到一个入侵者,如细菌,它开始糟践,细胞的壁造成它破裂开,释放化学物质诱导炎症和免疫系统呼叫增援。但是过去的研究gasdermin-B是矛盾的;它证实了一些角色在感染的细胞死亡,但也有人反驳这个想法。

阮康州大学医学院免疫学家建斌和他的同事们从康州大学健康想澄清gasdermin-B是否真的会导致细胞死亡的微生物入侵;他们也想找出为什么它不这样做当志贺氏杆菌是入侵者。

团队需要仔细看看gasdermin-B。他们表达蛋白,纯化,然后冷却温度降到非常低的水平的蛋白质所以静止不动时拍照片的电子显微镜。

“我们收集了成千上万的图片来构建三维模型的蛋白质分子原子水平。通过这些模型,我们将了解这些蛋白质是什么样子,以及他们如何做他们的工作,“在阮实验室研究员黄成梁Wang表示,这项研究的第一作者。

他们的研究证实了以前的研究,并提供证据证明志贺氏杆菌细菌抓住特定的段gasdermin-B的人类。然而,鼠标版本的蛋白质有不同的形状,可以防止志贺氏杆菌自锁上,导致的快速清除细菌和预防感染。这一发现有助于解释为什么志贺氏杆菌无法感染小鼠。

自从人类gasdermin-B可以配置在六个略有不同的蛋白质,或亚型,团队表示所有六个然后看着这些亚型如何表现细胞内,他们发现了一件令人惊奇的事情:一些亚型的gasdermin-B的确戳洞导致细胞死亡,而是其他亚型没有。

“以前,人们不理解为什么研究反驳对方。我们只显示的两个亚型pyroptosis gasdermin-B原因,或细胞死亡”,阮说。这两个亚型包含特定的蛋白质片段,不在其他gasdermin-B亚型,低温电子显微镜结构如图所示。

这一发现或许可以解释许多细胞死亡的奥秘,和生活。癌症细胞,例如,是出了名的长寿命,不可能通过pyroptosis死。也许这些癌症细胞只能表达gasdermin-B亚型在细胞壁不戳洞。

然而,我们还不知道其他亚型在做什么。可能的不同亚型gasdermin-B发挥重要和独特的作用取决于体内,和不同的细胞类型优先表达不同的亚型。

“我们的团队发现的蛋白质结构对药物开发有着重要的意义。具体地说,他们可以通知小分子药物的设计,调节gasdermin-B活动,“阮解释道。”这些药物可能用于治疗一系列的疾病,包括癌症、炎症和自身免疫性疾病和传染病通过抑制或增强免疫应答。我们发现这样能承诺的发展新的治疗方法来解决这些迫切的医疗需求。”

参考:王C, Shivcharan年代,田T, et al。结构性基础GSDMB IpaH7.8孔隙的形成和它的目标。大自然。2023年。doi:10.1038 / s41586 - 023 - 05832 - z。

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。