肉毒杆菌毒素诱捕它的靶标

　　 

生物通报道：一项新的研究给出了导致肉毒中毒和破伤风的毒素——肉毒杆菌毒素识别和攻击神经连接处的特定神经细胞蛋白的机制，这种攻击能够导致患者瘫痪。研究人员认为它们的发现能够促进迅速抑制这种毒素的药物的研制。Howard Hughes医学研究中的研究人员将这些发现公布在 2004年12月12日的Nature网络版上。

引发与肉毒中毒和破伤风有关的瘫痪的细菌，其产生的神经毒素含有一些能够降解特定神经细胞蛋白的蛋白酶。这类神经细胞蛋白叫做SNAREs,它们是神经细胞用来传递神经传递素并触发临近神经或活化肌肉细胞过程的关键组分。没有SNARE，神经功能就会被抑制。

这些裂解SNARE蛋白的神经毒素蛋白酶对它们的靶标高度专一，这意味着每种毒素都专一识别并攻击一种神经元SNARE蛋白。由于大多数毒素蛋白酶的进行裂解的区域都具有相同的结构，因此了解它们识别特定靶标的机制非常重要。

先前知道神经毒素蛋白的“exosites”可能与靶标的识别有关，但是这些exosites的位置和形状还不为人知。为了找到这种exosites的位置，Breidenbach创造出了一种特殊的与它的靶标SNARE结合的肉毒杆菌神经毒素晶体。研究人员利用x射线衍射技术确定了这种蛋白结晶的结构。

结构分析结果表明这种神经毒素通过附着在大量的exosites上，将自己缠绕在SNARE蛋白的一个片断上。这种相互作用使得毒素能够高度专一地识别SNARE蛋白。

这个结构首次表明蛋白质表面上（远离活性位点）发生了一个非常广泛的相互作用，这种反应决定了毒素的专一性。另外一个值得一提的发现是毒素与它的靶标的结合造成酶构像的显著变化，这很有可能激活了它们分解蛋白的能力。

研究人员在比较这种类型的肉毒杆菌与已知的其它毒素的氨基酸序列时，发现他们确定的与SNARE接触的这个区域是可变的。这项研究发现了这种毒素识别靶标蛋白的机制，这种机制的了解将会促进抑制这种毒素的新药的研制。