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细菌和人类的膜蛋白显示出惊人的相似性

导读简单生物体的细胞,如细菌,以及人类细胞都被一层膜包围,它可以完成各种任务,包括保护细胞免受压力。在一个联合项目中,来自美因茨约翰内

简单生物体的细胞,如细菌,以及人类细胞都被一层膜包围,它可以完成各种任务,包括保护细胞免受压力。在一个联合项目中,来自美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 和 Forschungszentrum Jülich 的团队,以及杜塞尔多夫海因里希海涅大学 (HHU) 的参与,现已发现在细菌中发现的一种膜蛋白与一组蛋白质具有相似的结构和功能它们负责重塑和重建人体细胞膜。这两个蛋白质组之间的联系以前是未知的。该团队的研究工作最近发表在著名期刊《细胞》上。

PspA 在细菌应激反应中起关键作用

大约 30 年前,噬菌体休克蛋白 (Psp) 系统在细菌中被发现。当时,它被确定为大肠杆菌对被称为噬菌体的特殊病毒感染的反应。后来很明显,它保护细胞膜的功能超过了对噬菌体感染的特异性反应。渗透压力、热量、细胞毒素或膜包膜缺陷也会引发压力反应。

“今天,我们知道 Psp 系统会响应多种类型的膜应力而被激活。然而,一些分子细节仍然令人费解,”JGU 膜蛋白组负责人 Dirk Schneider 教授解释说。“这就是为什么我们决定仔细研究 Psp 系统的核心蛋白。”他最近与他的团队一起发现了 Psp 代表 IM30 如何在细胞膜上形成保护性地毯状结构以应对膜应力。

在他们的新工作中,科学家们仔细研究了噬菌体休克蛋白 A (PspA),它在 Psp 系统中起着关键作用。具体来说,通过使用冷冻电子显微镜,可以看到 PspA 如何形成长的螺旋形管,可以将生物膜包裹在内腔中。高分辨率图像现在首次显示了 PspA 如何局部溶解单个膜,然后将它们重塑为更大的单元,甚至介导新膜结构的形成。

“数千个 PspA 构建块可以组装成大型螺旋结构。因此,它们是我们冷冻电子显微结构分析的理想研究对象,”来自 Forschungszentrum Jülich 和 HHU Düsseldorf 的 Carsten Sachse 教授说。这些研究是在 Jülich 与 Benedikt Junglas 博士一起进行的,Benedikt Junglas 博士曾是 JGU 的 Dirk Schneider 教授的博士生。在 Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (ER-C),Forschungszentrum Jülich 运行着一些欧洲最强大的电子显微镜,以及最近用于研究速冻生物样品的冷冻显微镜。

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