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微小的蛋白质运动促进细菌运动

我们周围和体内都有数十亿种细菌,其中大多数是无害的,甚至是无益的。但是某些细菌,例如大肠杆菌和沙门氏菌,可能会引起感染。游泳的能力可以帮助细菌寻找营养或定居在身体的某些部位并引起感染。

哥本哈根大学健康与医学学院的研究人员现在已经提供了有关这种细菌运动如何产生动力的基本见解,从而解决了该领域长达一年的谜团。

“许多细菌可以移动或游泳,因为它们具有长的线,也称为鞭毛,它们可以用来推动自身前进。它们通过旋转这些线来实现此目的。旋转由旋转电机提供动力,旋转电机再次驱动由蛋白质复合物(称为定子单元)提供动力。这在我们的领域中是众所周知的。我们现在展示的是这种定子单元如何为电动机提供动力,到目前为止,这还是一个谜。”副教授兼组长尼古拉斯Taylor,诺和诺德蛋白质研究中心。

令人惊讶的是,研究小组表明,定子单元本身实际上也是一个很小的旋转电动机。这种微小的马达为大型马达提供动力,从而使线旋转,从而导致细菌移动。该结果与有关定子单元机理的现有理论相矛盾,并且该新知识可能有助于对抗细菌性疾病。

“大多数研究人员,包括我们自己,实际上都认为定子单元的技术机制和结构与我们的研究结果完全不同。了解该单元的实际组成和功能为治疗目的铺平了道路。细菌移动,我们也许也能够抑制这种移动,从而阻止其扩散。”尼古拉斯·泰勒(Nicholas Taylor)说。

低温电子显微镜揭示了电机的结构

研究人员通过低温电子显微镜确定了定子单元复合体的结构。通过使用这项技术,他们能够阐明其架构,了解其如何激活,并提供了详细的模型来说明其如何为鞭毛马达的旋转提供动力。

“马达由两种蛋白质组成:MotA和MotB。MotB 蛋白锚定在细胞壁上,并被MotA蛋白围绕,该MotA蛋白在离子动力分散后围绕MotB旋转。MotA的旋转反过来会产生动力大型细菌马达的旋转。”尼古拉斯·泰勒(Nicholas Taylor)说。

“此外,我们的模型还展示了定子单元如何为细菌鞭毛马达的双向旋转提供动力,这对于细菌改变其游泳方向至关重要。如果不改变方向,细菌将只能沿一个方向直线游泳。 ”

该小组的下一步是确定是否有可能使用可能具有抗生素作用的化合物抑制定子单元。

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