nature

当前位置: Nature » 细胞生物学 » 正文

Nat Commun:中国科大周丛照研究组揭示一种新型革兰氏阳性菌药物外排泵

摘要 : 2018年1月15日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心和生命科学学院周丛照教授、陈宇星教授课题组合作的一篇研究论文

2018年1月15日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心和生命科学学院周丛照教授、陈宇星教授课题组合作的一篇研究论文,研究论文解析了肺炎链球菌中一种新型ABC转运蛋白(Spr0693和Spr0694-0695)的原子分辨率结构,揭示了革兰氏阳性菌抗药的一种新机制。研究成果题为“Structure of a MacAB-like efflux pump from Streptococcus pneumoniae”。中国科大博士生杨宏波、特任副研究员侯文韬和博士生程梦婷为该论文的共同第一作者,周丛照教授、陈宇星教授、江永亮副教授为该论文的共同通讯作者。

药物外排泵是细菌抵御外界有毒物质的主要方式,而ABC转运蛋白是药物外排泵中的一种重要类型,它依靠ATP水解的能量将这些有毒物质排出。在大肠杆菌等革兰氏阴性菌中已经发现一种ABC类型的药物外排泵MacAB-TolC,可以将抗生素从胞内依次跨过内膜、周质腔、外膜转运到细菌外。但是,类似系统是否存在于革兰氏阳性菌中尚不清楚。

周丛照教授、陈宇星教授课题组利用X-射线晶体学手段解析了肺炎链球菌中ABC转运蛋白Spr0694-0695和Spr0693的三维结构,是第一个革兰氏阳性菌中MacAB-like的药物外排泵。Spr0694-0695位于细胞膜上,不同于经典的ABC转运蛋白,它具有8次跨膜螺旋以及一个较大的胞外结构域;而Spr0693六聚体形成纳米管状结构,连接Spr0695与细胞壁。整合结构生物学、生物化学和微生物遗传学实验方法,鉴定了一条从Spr0695到Spr0693的底物转运通道,而且发现Spr0695的跨膜区与胞外区之间的一个alpha螺旋控制了该通道的开关,转运过程所需能量由Spr0694水解ATP提供。该工作不仅发现了一类全新的革兰氏阳性菌ABC转运蛋白的组织形式,而且阐明了药物外排的分子机理,为抗生素的设计和改造提供了结构基础。

c9b96c9e-26ac-4859-a15b-67ce7dbff9e8

原文链接:

Structure of a MacAB-like efflux pump from Streptococcus pneumoniae

原文摘要:

The spr0693-spr0694-spr0695 operon of Streptococcus pneumoniae encodes a putative ATP-binding cassette (ABC)-type efflux pump involved in the resistance of antibiotics and antimicrobial peptides. Here we report the crystal structures of Spr0694–0695 at 3.3 Å and Spr0693 at 3.0 Å resolution, revealing a MacAB-like efflux pump. The dimeric Spr0694–0695 adopts a non-canonical fold of ABC transporter, the transmembrane domain of which consists of eight tightly packed transmembrane helices with an insertion of extracellular domain between the first and second helices, wheras Spr0693 forms a nanotube channel docked onto the ABC transporter. Structural analyses combined with ATPase activity and antimicrobial susceptibility assays, enable us to propose a putative substrate-entrance tunnel with a lateral access controlled by a guard helix. Altogether, our findings provide structural insights and putative transport mechanism of a MacAB-like efflux pump in Gram-positive bacteria.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.