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科学家揭示了细菌微室壳的详细快照

2019-05-23 14:13:08 健康食品189℃

  科学家揭示了细菌微室壳的详细快照

  2017年6月22日

  有史以来第一次,科学家们已经可视化细菌微室壳的细节 - 生物体“亚微观纳米反应器,完全由蛋白质组成。

  由密歇根州立大学和美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室领导的研究成果出现在当前的科学问题中。他们展示了细菌微室或BMC的建筑原理如何适用于“好”和使用这些纳米反应器为感染提供能量的“坏”细菌。该研究结果为确定易受攻击的致病细菌的目标以及生物工程化有益细菌中的新型设计纳米反应器以提高其性能打开了大门。

  “我们已经在原子级分辨率下制作了细菌细胞膜的详细快照,”位于MSU-DOE植物研究实验室的Hannah结构生物工程杰出教授兼共同主要作者Cheryl Kerfeld说。看到完整的细菌细胞器壳,我们现在了解如何将基本构建块组合在一起构建细胞器膜。“

  在人和动物细胞中,细胞器是基于脂质的。

  相比之下,这些BMC由数百种类型的蛋白质组成 - 六聚体,五聚体和三聚体。

  伯克利实验室附属科学家兼联合主要作者,MSU高级研究员Markus Sutter说:“通过膜的东西是毛孔。” “对于基于脂质的膜,有膜蛋白可以使分子穿过。对于BMCs,壳体已经由蛋白质制成,因此BMCs的壳蛋白不仅具有结构作用,它们还负责选择性底物转移穿过蛋白质膜。“

  结构的外观让人联想到布基球,这是一类类似于巴克明斯特富勒的测地圆顶的分子,其发现获得了诺贝尔化学奖。

  

  “我们的结果为设计实验提供了结构基础,以解释分子如何穿过细胞器壳,特定酶如何靶向内部以及壳体如何自组装,”Kerfeld说,他也是劳伦斯伯克利国家实验室的附属机构。 “这项工作还为开发治疗药物奠定了基础,以破坏病原体中发现的BMC的组装和功能,或增强那些在CO2固定中发挥作用的药物。”

  相关故事研究揭示复杂流动运动幻觉的神经机制全基因组测序和共享实时数据可能会限制食源性细菌的传播研究人员发现机体的抗菌屏障如何调节微生物组织的结构相对较大 - 6.5兆道尔顿,可容纳约300平均大小蛋白质。相比之下,一兆加仑与100万个氢原子的质量相当。由于所涉及的原子数量,观察结构需要耐心地诱导BMC形成晶体和大量的计算能力。

  为了对BMC进行成像,Kerfeld的团队使用了伯克利实验室强大的先进光源和SLAC国家加速器实验室,这两个实验室利用X射线可视化结晶蛋白。

  该团队花了大约两年时间才最终看到这个结构,并且每一步都有挑战,因为外壳非常大而且不同寻常。克尔菲尔德说,所描述的结构很可能成为原始细菌细胞器膜的教科书模型。

  “我记得第一次看到动物细胞器的图像,用电子显微镜观察,当我在大学里学习新生物学时;看到那些激发了我并帮助塑造了我的职业道路,”她说。 “当我成为第一批看到这种结构的人之一时,我记得那种兴奋。”

  出处:http://msutoday.msu.edu/news/2017/bacterial-organizational-complexities-revealed/ utm_campaign =媒体间距和放大器; utm_medium =电子邮件?

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