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中国科大发现新型革兰氏阳性菌药物外排泵

作者:佚名 来源:中国科学技术大学 日期:2018-01-22
导读

         中国科大发现新型革兰氏阳性菌药物外排泵

关键字:  肺炎 

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        ’中国科大发现新型革兰氏阳性菌药物外排泵

        中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和生命科学学院教授周丛照、陈宇星课题组,解析了肺炎链球菌中一种新型 ABC 转运蛋白(Spr0693 和 Spr0694-0695)的原子分辨率结构,揭示了革兰氏阳性菌抗药的一种新机制。相关研究成果以 Structure of a MacAB-like efflux pump from Streptococcus pneumoniae 为题,发表在《自然 - 通讯》上。

        药物外排泵是细菌抵御外界有毒物质的主要方式,而 ABC 转运蛋白是药物外排泵中的一种重要类型,它依靠 ATP 水解的能量将这些有毒物质排出。在大肠杆菌等革兰氏阴性菌中已发现一种 ABC 类型的药物外排泵 MacAB-TolC,可将抗生素从胞内依次跨过内膜、周质腔、外膜转运到细菌外。但类似系统是否存在于革兰氏阳性菌中尚不清楚。

        周丛照、陈宇星课题组利用 X - 射线晶体学手段,解析肺炎链球菌中 ABC 转运蛋白 Spr0694-0695 和 Spr0693 的三维结构,是第一个革兰氏阳性菌中 MacAB-like 的药物外排泵。Spr0694-0695 位于细胞膜上,不同于经典的 ABC 转运蛋白,它具有 8 次跨膜螺旋以及一个较大的胞外结构域;而 Spr0693 六聚体形成纳米管状结构,连接 Spr0695 与细胞壁。整合结构生物学、生物化学和微生物遗传学实验方法,鉴定了一条从 Spr0695 到 Spr0693 的底物转运通道,并发现 Spr0695 的跨膜区与胞外区之间的一个 alpha 螺旋控制了该通道的开关,转运过程所需能量由 Spr0694 水解 ATP 提供。该工作发现了一类全新的革兰氏阳性菌 ABC 转运蛋白的组织形式,并阐明了药物外排的分子机理,为抗生素的设计和改造提供了结构基础。

        研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项和教育部中央高校基本科研业务费的资助。

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