2019年8月29日，由上海科技大學(xué)免疫化學(xué)研究所特聘教授饒子和院士率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)與上�？萍即髮W(xué)特聘教授、中科院生物物理研究所胡俊杰研究員課題組合作，在Nature Communications上在線發(fā)表題為“Mycobacterial dynamin-like proteinIniA mediates membrane fission”的研究論文。在該研究中，他們發(fā)現(xiàn)IniA具有類似細(xì)菌動(dòng)力蛋白的結(jié)構(gòu)折疊方式，并發(fā)揮膜分裂（fission）的功能，最終揭開(kāi)了IniA 蛋白參與藥物耐受的新機(jī)制，對(duì)解決結(jié)核病耐藥性問(wèn)題具有重要指導(dǎo)意義。
研究人員利用X射線晶體學(xué)手段成功解析了恥垢分枝桿菌IniA蛋白的apo狀態(tài)（3.2Å分辨率）和GTP結(jié)合狀態(tài)復(fù)合物（2.2Å分辨率）的三維空間結(jié)構(gòu)。首次發(fā)現(xiàn)IniA 蛋白的折疊方式屬于dynamin超家族中的細(xì)菌動(dòng)力蛋白家族。IniA具有一個(gè)經(jīng)典的GTPase結(jié)構(gòu)域以及兩段螺旋束結(jié)構(gòu)域Neck和Trunk。Neck和Trunk呈“V”形排布，這與cynobacteria的BDLP蛋白的溶液游離態(tài)形式類似。在Trunk的末端存在一段特殊的柔性lipid-interacting (LI) loop，可以與帶負(fù)電荷脂類相互作用從而插到細(xì)胞膜上。研究發(fā)現(xiàn)，與其他dynamin不同，IniA在溶液中并不形成核苷酸依賴性的二體形式，但是IniA可以在膜上形成核苷酸非依賴性的聚合現(xiàn)象。進(jìn)一步的生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，IniA具有改變膜形態(tài)的能力并行使GTP水解依賴性的膜分裂功能。細(xì)菌動(dòng)力蛋白家族的分子活性長(zhǎng)期以來(lái)有較大爭(zhēng)論，由于在構(gòu)架和進(jìn)化上接近線粒體融合素（Mitofusin, MFN），這類蛋白一直被認(rèn)為可以介導(dǎo)膜融合，而這項(xiàng)工作清楚的闡明了細(xì)菌動(dòng)力蛋白具有膜分裂而不是膜融合的能力。
細(xì)菌動(dòng)力蛋白的解析雖然有較多進(jìn)展，但其生理功能也一直困擾著研究人員。由于異煙肼、乙胺丁醇會(huì)抑制結(jié)核桿菌細(xì)胞壁合成，因而細(xì)胞膜缺乏保護(hù)而變得不穩(wěn)定、易損傷。研究最終證實(shí)，IniA通過(guò)膜結(jié)合并介導(dǎo)膜分裂的方式參與了膜損傷的修復(fù)，從而維持細(xì)胞膜的完整性，增加了病原菌在藥物壓力下的存活能力。這項(xiàng)研究首次揭開(kāi)了IniA 蛋白的神秘面紗，加深了對(duì)細(xì)菌動(dòng)力蛋白的認(rèn)識(shí)，預(yù)示了原始的內(nèi)吞行為在細(xì)菌中可能存在，同時(shí)為解決結(jié)核病耐藥性問(wèn)題提供了新的線索。
摘自：中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部 |
