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Science丨立足抗结核病药物靶点开发,饶子和院士团队历时多年解析分枝杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率结构

实验室资讯网时间:2018-10-28 点击: 百度搜索

【导读】10月25 由饶子和院士、孙飞研究员、王权博士等人组成的联合研究团队在Science杂志上首次报道了分歧杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率冷冻电镜结构(该论文的主要完成单位为南开大学、上海科技大学、中科院生化细胞所、生物物理所)。 呼吸复合物,也可称为呼吸体,在不同的生物体,不同的组......
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10月25 由饶子和院士、孙飞研究员、王权博士等人组成的联合研究团队在Science杂志上首次报道了分歧杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率冷冻电镜结构(该论文的主要完成单位为南开大学、上海科技大学、中科院生化细胞所、生物物理所)。

Science丨立足抗结核病药物靶点开发,饶子和院士团队历时多年解析分枝杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率结构

呼吸复合物,也可称为呼吸体,在不同的生物体,不同的组织中,甚至不同的生理状态下其组成成分都有可能不完全相同。清华大学杨茂君教授团队在2017年报道的人源I2III2IV2(DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.07.050)超复合物是迄今为止所解析的最复杂的呼吸体超复合物。生理状态下I2II2III2IV2是否存在,目前还不是十分非常清楚。那么本次所解析的原核系统呼吸体超复合物(图一)为什么这么重要呢?

Science丨立足抗结核病药物靶点开发,饶子和院士团队历时多年解析分枝杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率结构

图一

首先,这还要回到这个细菌本身。本次所使用的菌株叫耻垢分枝杆菌Mycobacterium Smegmatis过氧化氢耐受株。与结核分枝杆菌(M.tuberculosi)比较接近,同属分枝杆菌属。耻垢分枝杆菌相对结核杆菌安全性要好的多,因此可作为研究结核杆菌的理想替代研究对象。同时呼吸体复合物本身也是一个很好的抗结核药物靶点,例如当前的一线抗结核药异烟肼和乙胺丁醇其作用机制与呼吸链复合体有一定联系(尚不完全清楚)。

亮点二:电子传递。这部分没什么好说的,“说III道IV”的电子传递路径。

亮点三: 超氧岐化酶。这也是全文最有意思的部分,文中描述了超氧分子从复合物III产生到传递给SOD并清除的过程(图二),这也是历史上没有过的一个构象(protein data bank,https://www.rcsb.org/)。

Science丨立足抗结核病药物靶点开发,饶子和院士团队历时多年解析分枝杆菌呼吸体超复合物III2IV2SOD2原子分辨率结构

图二

天然的耻垢分枝杆菌也具有一定的过氧化氢耐受性,而作者所使用的是一种经过突变强化了的过氧化氢高耐受菌株。如作者所述,或许因为突变造成编码SOD的基因变得活跃,超氧岐化酶的表达量升高,进而有机会增加SOD的占有率,并捕捉到呼吸体与超氧岐化酶的相互作用方式。然而这是否意味着与呼吸体复合物直接的相互作用可以提高氧自由基的清除效率,值得我们进一步研究和探讨。

(本文来源: BioArtReports 倪冬春 博士 )

(责任编辑: 龙景)

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