幾乎所有細菌都依賴于相同的應急閥-在壓力下會突然打開的蛋白質(zhì)通道，釋放出大量的細胞內(nèi)容物。這是最后的努力，一種故障保護功能，可以防止細菌在拉伸到極限時爆炸和死亡。如果我們了解這些蛋白質(zhì)通道是如何工作的，則可以設計抗生素藥物以按需打開它們，通過利用許多物種共有的閘門來排出細菌的營養(yǎng)成分。
但是這些通道在實驗室中很難操作。而且，它們在機械力的作用下打開和關(guān)閉，經(jīng)過次導電狀態(tài)并以脫敏狀態(tài)結(jié)束的精確度仍然知之甚少?，F(xiàn)在，洛克菲勒實驗室的托馬斯·瓦爾茲實驗室的最新研究引入了一種新穎的方法來激活和可視化這些通道，從而有可能解釋它們的功能。這些發(fā)現(xiàn)揭示了細菌中的關(guān)鍵膜蛋白，并且可以使用相同的方法來增進我們對人類相似通道的了解。
沃爾茲說：“我們實際上能夠看到蛋白質(zhì)通道的整個循環(huán)經(jīng)過一系列功能階段。”
沃爾茲(Walz)長期以來一直專注于MscS(一種嵌入細菌膜中的蛋白質(zhì))，該蛋白質(zhì)會在機械力的作用下打開。MscS蛋白質(zhì)以密閉狀態(tài)存在，同時停留在厚膜中?？茖W家曾經(jīng)懷疑，當液體積聚導致細胞腫脹并在膜上施加張力時，它會拉伸得很薄，以至于蛋白質(zhì)突出。推入陌生的環(huán)境中，蛋白質(zhì)通道會迅速打開，釋放細胞內(nèi)的物質(zhì)并釋放壓力，直到膜恢復到其原始厚度并且其通道猛然關(guān)閉。
但是，當一笑張，在瓦爾茲組中的博士后，在五年前測試這個理論，再造MSCS蛋白質(zhì)分解為小的定制設計的膜片，他發(fā)現(xiàn)，它是不可能的獎金由自然范圍內(nèi)變薄膜通道開放。瓦爾茲說：“我們意識到，薄膜稀薄并不是這些通道打開的方式。”
這些定制的貼片稱為nanodiscs，使研究人員可以在本質(zhì)上天然的膜環(huán)境中研究蛋白質(zhì)，并通過低溫電子顯微鏡對其進行可視化。Walz和Zhang決心突破納米光盤技術(shù)的局限，用β-環(huán)糊精去除膜上的脂質(zhì)，β-環(huán)糊精是一種用于從細胞培養(yǎng)物中去除膽固醇的化學物質(zhì)。這種在膜中引起的張力，當通道發(fā)生相應的反應時，Walz和他的團隊可以用冷凍電子顯微鏡觀察到這一現(xiàn)象-最終突然閉合，這就是所謂的脫敏現(xiàn)象。
標簽： 細菌存活
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