近日，在馬克斯·德爾布呂克中心的一支研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)下，科學(xué)家們揭示了GBP1蛋白的主要激活機(jī)制，該蛋白在對(duì)抗特定細(xì)菌中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。他們的研究深入探討了這一蛋白是如何采取特殊構(gòu)象的，使其能夠包裹入侵者，從而中和它們的。

這一突破性的發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在《EMBO雜志》上，題為《抗微生物GBP1激活機(jī)制的結(jié)構(gòu)洞察》。

研究人員解釋說：“人體的鳥苷酸結(jié)合蛋白1（GBP1）是宿主防御微生物病原體的一種蛋白質(zhì)?！彼麄冞M(jìn)一步指出：“在鳥苷酸三磷酸（GTP）結(jié)合和水解后，自我抑制的GBP1單體會(huì)二聚化，然后組裝成可溶性和膜結(jié)合的寡聚體，這對(duì)于先天免疫反應(yīng)至關(guān)重要。GBP1寡聚體是如何從二聚體組裝起來，以及組裝如何與核苷酸依賴的構(gòu)象變化協(xié)調(diào)，一直以來都是一個(gè)謎。在這次研究中，我們通過冷凍電子顯微鏡提供了可溶性和膜結(jié)合的GBP1寡聚體的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，揭示了GBP1以展開的二聚體構(gòu)象組裝的全過程?！?/p>

GBP1是人體細(xì)胞對(duì)感染做出的反應(yīng)，它通過與GTP結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮防御作用。盡管科學(xué)家們已經(jīng)了解到這一防御策略的存在，但其詳細(xì)工作機(jī)制一直不為人們所了解。

為了解決這個(gè)謎團(tuán)，研究團(tuán)隊(duì)采用了高分辨率的冷凍電子顯微鏡，這使他們能夠深入研究蛋白機(jī)制的每個(gè)步驟?！癎BP1最初以單體形式存在。當(dāng)它被激活時(shí)，它就像展開的瑞士軍刀一樣，”該研究的第一作者、奧利弗·道姆克實(shí)驗(yàn)室的博士生Marius Weismehl解釋道。

Weismehl繼續(xù)說：“成千上萬個(gè)這些展開的蛋白質(zhì)然后組裝成盤狀結(jié)構(gòu)，再堆疊成管狀結(jié)構(gòu)。最終，這些管狀結(jié)構(gòu)附著在細(xì)菌膜上，在那里重新組合并像外套一樣包裹細(xì)菌?！蓖ㄟ^這種方式，GBP1蛋白成功地中和了入侵者。研究的主要目標(biāo)是揭示這些大型蛋白結(jié)構(gòu)是如何構(gòu)建的。“我們的顯微鏡數(shù)據(jù)生動(dòng)地展示了GBP1蛋白如何像別針一樣粘附在膜表面，并通過它們的頭部連接在一起，”馬克斯·德爾布呂克中心的教授兼小組負(fù)責(zé)人Misha Kudryashev說道。

“我們已經(jīng)確定了在激活的第一步中起關(guān)鍵作用的分子水平，”Weismehl補(bǔ)充道。

這項(xiàng)研究首次揭示了GBP1的激活機(jī)制，從而導(dǎo)致了對(duì)病原體的包裹，形成了抗微生物蛋白的外套。

研究團(tuán)隊(duì)希望，通過對(duì)人類免疫系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的深入了解，能夠幫助研究人員更好地理解細(xì)菌感染性疾病。

參考文獻(xiàn)：“Structural insights into the activation mechanism of antimicrobial GBP1.”

編輯：王洪

排版：李麗