蛋白质是如何抵抗细菌的

许多免疫防御机制的细节尚不清楚，但一项新的研究揭示了其中一种机制。在《EMBO杂志》上，由Max delbr中心的Oliver Daumke和Misha Kudryashev领导的研究人员准确地描述了GBP1蛋白是如何通过包裹细菌而使其无害的。

　　

人类免疫系统不断地抵御各种各样的入侵者——这一壮举需要各种各样的细胞部队和分子武器。尽管人们对免疫防御细胞及其使用的策略已经了解了很多，但许多分子细节仍然难以捉摸。现在，由Max delbrck中心实验室负责人Oliver Daumke教授领导的一个研究小组已经成功地解开了GBP1的主要激活机制，GBP1是一种在对抗某些细菌中起关键作用的蛋白质。他们在《EMBO杂志》上报道了这种蛋白质如何采用一种特殊的构象，使其能够封装入侵者，从而中和它们。道姆克说:“这些发现有助于我们更好地了解人体的免疫防御，未来可能会让我们以更有针对性的方式刺激它们。”

具有破坏性的蛋白质外壳

GBP1是鸟苷结合蛋白1的简称，是人体细胞对感染的反应。它与细胞内的核苷酸和化学能载体GTP特异性结合，在那里它协调对沙门氏菌和志贺氏菌等细菌病原体的防御。在某些情况下，这些可能导致严重的腹泻。GBP1不仅能特异性激活免疫防御，还能在不受欢迎的入侵者周围形成一层蛋白质外壳。这会破坏它们的膜，使细菌变得脆弱，阻止它们繁殖。科学家们已经知道了这种防御策略，但其工作原理的细节仍然不清楚，就像GBP1蛋白中负责其激活的中心分子开关一样。

该团队使用高分辨率冷冻电子显微镜，使他们能够可视化蛋白质的三维结构，以研究该机制的每一步。“GBP1最初是作为一个单一的构建块出现的。当它被激活时，它就像一把瑞士军刀一样折叠起来，”该论文的第一作者Marius Weismehl解释说。

Weismehl继续说:“成千上万的这些未折叠的蛋白质然后组装成圆盘，然后堆叠成管状结构。”“这些管子最终附着在细菌膜上，在那里它们重新形成并像外套一样包裹在细菌膜上。”通过这种方式，GBP1蛋白中和了入侵者。揭示这些大型蛋白质结构是如何构建的细节是这项研究的主要目的。Misha Kudryashev教授说:“我们的显微镜数据令人印象深刻地显示了GBP1蛋白如何像大头针一样粘附在膜表面，并通过它们的头部连接在一起。”他补充说，这些新发现是阐明GBP1机制功能的关键进展。

Weismehl说:“我们已经确定了一个分子杠杆，它在激活的第一步起着关键作用。”这种蛋白质利用储存在GTP中的能量来控制这一杠杆并激活自身。这种机制允许蛋白质改变其形状，以便与其他二聚体结合，并在细菌周围形成稳定的蛋白质外壳。研究人员通过特异性地改变蛋白质中的某些位点获得了这些见解，从而揭示了它们执行的不同功能。道姆克总结道:“我们的研究结果首次揭示了GBP1的复杂激活机制，它导致病原体被抗菌蛋白外壳包裹。”根据Weismehl的说法，在未来，将有可能研究GBP1蛋白组装如何在免疫反应中与其他参与者相互作用，从而触发下游信号级联反应。研究小组乐观地认为，人类免疫系统的基本知识将有助于更好地了解细菌感染性疾病，并为感染期间特异性增强免疫反应的新治疗提供信息。