发现了新型抗生素的新潜在靶蛋白

细菌是小而坚韧的有机体，部分原因是它们的细胞被保护性细胞壁骨架包围。瑞典于默奥大学的FelipeCava教授和他的团队以及美国哈佛医学院的合作者发现了维持细菌细胞壁结构所需的长期寻找的蛋白质。这些蛋白质代表了许多细菌的一个非常有前途的脆弱性，可以被未来的抗菌化合物利用。研究结果发表在《自然》杂志上。

细胞壁就像动物的皮肤一样，是细菌存活所必需的。因此，我们许多最好的抗生素都针对构建和重塑这种结构的蛋白质。由于细胞壁位于包围细胞的细胞膜外侧，因此其构建块必须从它们的制造地细胞质运输穿过该膜。

为了进行这种转移，细菌使用一种叫做磷酸十一碳烯酯的特殊脂质载体。一旦这些构建块被交付和组装，脂质载体必须返回细胞质以运输新的单元;然而，直到现在，回收这些脂质的蛋白质的身份仍然难以捉摸。

使用病原体模型生物霍乱弧菌和金黄色葡萄球菌，研究小组发现两个特征不明确的蛋白质家族(DUF368和DedA)在所有三个生命王国中广泛保存，负责脂质载体的循环，十一碳烯磷酸脂类。

有趣的是，其中一些蛋白质仅在特定条件下才需要，这表明转运蛋白的使用是动态的，并受多种环境因素的调节。重要的是，脂质载体的回收对于霍乱弧菌的发病机制至关重要，这表明选择性靶向这些转运蛋白可能是开发新型抗菌剂的可行方法。

“细菌通常在自由生活条件下和感染期间经历广泛的环境变化。选择特定的磷酸十一碳烯酯转运蛋白以维持每种环境中的细胞壁稳定性可能是细菌中一种未探索的适应机制，”EmilioBueno博士解释说。，于默奥大学分子生物学系博士后研究员。

受霍乱弧菌肠道定植决定因素体内筛选的启发，该团队确定了一种多通道膜蛋白，其中包含功能未知的广泛保守结构域DUF368。霍乱弧菌和金黄色葡萄球菌在缺乏各自含有DUF368的蛋白质时生长缓慢并表现出形态学缺陷，这强烈表明这些膜蛋白参与细胞壁生物发生，尤其是磷酸十一碳烯脂的转运。

“由于我们的表型数据表明突变体在磷酸十一碳烯酯再内化方面存在缺陷，因此我们使用了一种方法，使我们能够量化膜提取物中不同的脂质载体种类，”EmilioBueno博士说。

值得注意的是，尽管脂质载体循环被认为是一项基本功能，但DUF368突变体主要在碱性pH值下受到影响，因此表明存在其他中性和酸性pH值的转运蛋白。合成致死相互作用的筛选将DedA家族蛋白鉴定为磷酸十一碳烯酯的额外转位酶。

不同转位酶的条件性可以支持替代微生物生态位中的脂质载体通量，例如，宿主内部和外部。总之，这些发现填补了细菌中磷酸十一碳烯酯回收途径的一个主要空白，并建立了控制这一关键功能活动的环境。

磷酸十一碳烯酯回收是生物合成的关键步骤，不仅是细胞壁的主要结构成分肽聚糖，还有其他细胞表面糖聚合物，包括壁磷壁酸、某些脂多糖修饰和胶囊。

“因此，鉴于其在细胞表面维护中的广泛和关键作用，这一步骤是抗菌疗法的理想目标。此外，尽管DUF368蛋白仅限于细菌和古细菌，但DedA家族成员广泛存在于包括人类在内的真核生物中。因此，我们的发现可能会影响对聚异戊二烯磷酸酯在生命王国中易位的理解，”于默奥大学分子生物学系教授FelipeCava说。