科學(xué)家利用有關(guān)控制細菌防御的一種蛋白質(zhì)的新發(fā)現，揭示出了致病細菌盔甲上的一條裂縫。
細菌用一批防御機制對有壓力的情況做出反應，這些情況諸如用完了營(yíng)養物質(zhì)、被抗生素攻擊，或者遇到了宿主的免疫系統。這些機制包括構建一個(gè)抵抗性的外套、在它們的表面生長(cháng)出防御性的結構，或者制造酶從而分解攻擊者的DNA。
這項新的研究表明，一種叫做sigma54的蛋白質(zhì)抑制著(zhù)細菌的防御，直到它遇到壓力，這時(shí)這種蛋白質(zhì)重新排列了它的結構從而觸發(fā)這些防御，使其發(fā)揮作用。sigma54控制的防御的范圍如此廣泛，以至于科學(xué)家正在迅速著(zhù)手了解如何抑制它的作用并使細菌的一些盔甲無(wú)效化。
科學(xué)家已經(jīng)知道了sigma54的存在，但是在這項新的研究中，這個(gè)研究組使用英國的國家同步加速器裝置——設在牛津郡的鉆石光源中心（Diamond Light Source ）——探索了sigma54細微的結構和功能
一種叫做RNA聚合酶（RNAP）的細胞機器是讓細菌發(fā)揮功能的關(guān)鍵。在這項研究中，這個(gè)研究組使用鉆石光源膜蛋白實(shí)驗室的先進(jìn)的能力，首次看到了sigma54如何指引RNA聚合酶（RNAP）附著(zhù)在細菌DNA上，在那里它做好了建立細菌防御的準備。
RNA聚合酶（RNAP）-sigma54復合體只有在被激活的時(shí)候才會(huì )工作，科學(xué)家長(cháng)久以來(lái)一直試圖弄清楚sigma54如何在分子水平上約束RNA聚合酶（RNAP）。他們希望，理解RNA聚合酶（RNAP）是如何受到控制的，這最終將會(huì )帶來(lái)讓細菌防御機制失效的新方法以及能夠殺死細菌的新化合物。
該研究的主要作者、來(lái)自英國倫敦帝國理工學(xué)院結構生物學(xué)中心與醫學(xué)系的Xiaodong Zhang教授說(shuō)：“細菌越來(lái)越多地發(fā)展出對抗生素的耐性，隨著(zhù)結核病等疾病的耐藥株的出現，我們迫切需要找到應對這個(gè)問(wèn)題的新方法�！�
她還說(shuō)：“RNA聚合酶（RNAP）機器對于細菌發(fā)揮功能絕對是關(guān)鍵，在我們的新研究里，我們已經(jīng)發(fā)現了sigma54使RNA聚合酶（RNAP）機器沉默的多個(gè)策略。如果我們能夠找到利用sigma54的能力去控制細菌的防御的方法，那么我們就有可能抑制細菌發(fā)揮正常功能，或者阻止它們進(jìn)行自我防御。我們正處在這項研究的早期階段，但是如果我們最終能夠成功，我們可能讓藥物再次具有優(yōu)勢�！�
該研究的共同作者、來(lái)自英國帝國理工學(xué)院生命科學(xué)系的Martin Buck教授說(shuō)：“許多重要的細菌，諸如沙門(mén)氏菌和克雷伯氏菌，依賴(lài)于這種機制引發(fā)它們的壓力應答和防御，這讓操縱這種機制的前景變得更加誘人。聯(lián)合使用sigma-54和RNA聚合酶（RNAP）去控制這些防御，看起來(lái)是一種既非常古老又極為復雜的控制基因表達的策略�！�
在過(guò)去的四年里，英國的生物技術(shù)與生物科學(xué)研究理事會(huì )（BBSRC）資助了此項研究，在這些發(fā)現發(fā)表之后，英國醫學(xué)研究理事會(huì )（MRC）授予了另一項資助，用于探索包括沙門(mén)氏菌和克雷伯氏菌在內的病原細菌的控制性基因。
這種蛋白質(zhì)的結構是由鉆石光源中心的實(shí)驗確定的，帝國理工學(xué)院與鉆石光源中心合作運行了該機構的這個(gè)膜蛋白質(zhì)實(shí)驗室。這個(gè)先進(jìn)的實(shí)驗室是一個(gè)科研與訓練機構，為對利用X射線(xiàn)晶體學(xué)解決膜蛋白3D結構感興趣的科學(xué)家服務(wù)。
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