了解细菌保护以突破它

抗生素耐药性细菌是对抗感染的一个日益严重的问题。细胞壁上有额外保护层的细菌(根据用于识别它的染色方法被称为“革兰氏阴性”的细菌)尤其难以对抗。

耶鲁大学的研究人员通过一项新研究在了解细菌如何产生这种保护层方面取得了进展，该研究揭示了额外的细微差别以及开发新抗生素的其他目标。

该保护层的关键成分是一种称为脂多糖(LPS)的分子。细菌需要一定量的LPS;太多或太少都会杀死细胞。耶鲁大学医学院药理学助理教授WeiMi实验室之前的研究揭示了大肠杆菌中的分子传感器如何实现LPS产生的适当平衡。

在这项新研究中，研究人员更深入地研究了这一过程中防止过量LPS积聚的部分，旨在阐明一种名为LapB的蛋白质如何与LpxC结合并刺激LpxC降解。这种酶启动LPS的产生。研究人员使用低温电子显微镜观察这两个分子结合时产生的复合物的结构。

“观察结构可以最直接地直观地了解这部分过程是如何发生的，”这项新研究的资深作者米说。“一旦我们看到了结构，我们就对分子进行了改变，看看这对结合有何影响，这使我们能够确定LapB识别LpxC所需的成分。”

但令研究人员惊讶的是，研究人员还发现LapB还有第二个作用。它不仅负责LpxC的降解，而且还在降解发生之前抑制酶的作用。

“基本上，LapB在废弃LpxC之前将其关闭，”Mi说。“我们不明白为什么细菌会这样做，因为这似乎是多余的，但这就是我们现在正在研究的。”

研究人员推测，这种双重角色可能与灵活性有关。降解是一个缓慢但不可逆的过程，而抑制是迅速且可逆的。拥有这两种能力可能使细菌能够更灵活地应对环境变化。

“这都与抗生素的开发相关，”米说。“这些细节将帮助我们找到新的方法并理解为什么其他方法不起作用。”