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结核病病原体通过新型蛋白质转运系统释放毒素

阿拉巴马州伯明翰-六年前,迈克尔·尼德维斯(Michael Niederweis)博士描述了有史以来针对致命病原体结核分枝杆菌发现的第一种毒素。通过蛋白质序列相似性确定,这种毒素,结核性坏死性毒素或TNT成为存在于600多种细菌和真菌物种中的一类新的先前无法识别的毒素的创始成员。结核分枝杆菌细菌存活并在其人类巨噬细胞宿主内生长时释放毒素,杀死巨噬细胞并允许细菌逃逸和扩散。

132年以来,结核分枝杆菌中缺乏确定的毒素与几乎所有其他致病性或致病性的致病细菌形成鲜明对比。结核分枝杆菌每年感染900万人,并杀死超过100万人。

现在,在另一项开创性的工作中,阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员及其同事描述了结核分枝杆菌细菌产生的两种小ESX蛋白如何通过包裹细菌的膜中的孔形成来介导TNT的分泌。这一发现可能具有广泛的应用前景,因为在EsxE和EsxF上发现的一个独特的三氨基酸基序-色氨酸/任何氨基酸/甘氨酸,简称WXG,也存在于许多其他小型分枝杆菌蛋白质和蛋白质上。 WXG100细菌蛋白超家族,类似于EsxE和EsxF。

“在这里,我们首次证明WXG100家族的小Esx蛋白通过介导毒素分泌而在Mtb细胞内具有重要的分子功能,”阿联酋微生物学系教授Niederweis说。“我们的研究结果表明,小Esx蛋白形成孔的动态机制可能适用于WXG100大蛋白家族的其他成员。因此,我们的研究不仅代表了我们对TNT和其他蛋白分泌的认识的重大进展他还描述了结核分枝杆菌中Esx旁系同源物的生物学功能及其在革兰氏阳性细菌中WXG100大蛋白家族中的同系物。”

TNT是结核分枝杆菌外膜蛋白CpnT中的两个结构域之一。巨噬细胞胞质中CpnT的TNT结构域的活性通过水解NAD +诱导巨噬细胞死亡。结核分枝杆菌具有内膜和外膜,蛋白质需要穿过每一层才能分泌到细菌外部。CpnT如何到达外膜尚不清楚。

EsxE和EsxF与CpnT是同一基因片段的一部分,UAB研究人员推测这两种小蛋白可能与毒素的分泌有关。

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