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PNAS:肺炎支原体毒素蛋白3D结构

来源:生物谷 2015-04-09 11:24

2015年4月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的一篇研究论文中,来自德克萨斯大学健康科学中心的研究人员通过研究揭示了肺炎支原体细胞毒素的分子结构,肺炎支原体是一种感染机体肺部的广泛存在的高度传染的细菌。

这种名为“社区获得性呼吸窘迫综合症毒素”(CARDS)结构的确定或将加速治疗哮喘症及其它呼吸道的新型药物和疫苗的开发,据美国CDC数据显示,每年在美国大约有200万肺炎支原体新发病例,但其引发的健康问题的程度目前并不清楚,而且人们往往会低估肺炎支原体的危害。

研究者Joel B. Baseman表示,我们清楚这种毒素的作用原理,但却并不清楚其3D结构,而本文中对其结构的解析则向我们展示了该毒素蛋白的分子架构,对于后期开发有效的药物或疫苗来帮助中和该毒素的有害作用提供了新的线索;CARDS毒素结构为我们呈现了一幅较为清晰的蛋白机器图谱,这为研究者理解引发机体和哮喘症等疾病相关的肺部损伤提供了一定的研究基础。

早在2006年研究者就发现了CARDS毒素,其结构非常特殊,对比霍乱和百日咳毒素,其二者均拥有相似的活性和分子结构,而CARDS毒素的总体架构则是完全不同的。肺炎支原体可以通过咳嗽、谈话、打喷嚏等途径传播,其被认为是引发数百万儿童和成年人患哮喘的罪魁祸首,该菌可以感染肺部并在肺部定殖,随后分泌CARDS毒素,导致器官损伤,伴随着发烧、过度粘液的分泌等症状。阻断该毒素被认为是有效预防和治疗急慢性呼吸道感染性疾病的主要手段。(生物谷Bioon.com)

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Structure of CARDS toxin, a unique ADP-ribosylating and vacuolating cytotoxin from Mycoplasma pneumoniae

Argentina Beckera,1, T. R. Kannanb,1, Alexander B. Taylora,c,1, Olga N. Pakhomovaa,d,1, Yanfeng Zhanga, Sudha R. Somarajanb, Ahmad Galaleldeena,e, Stephen P. Hollowaya, Joel B. Basemanb,2, and P. John Harta,c,f,2

Mycoplasma pneumoniae (Mp) infections cause tracheobronchitis and “walking” pneumonia, and are linked to asthma and other reactive airway diseases. As part of the infectious process, the bacterium expresses a 591-aa virulence factor with both mono-ADP ribosyltransferase (mART) and vacuolating activities known as Community-Acquired Respiratory Distress Syndrome Toxin (CARDS TX). CARDS TX binds to human surfactant protein A and annexin A2 on airway epithelial cells and is internalized, leading to a range of pathogenetic events. Here we present the structure of CARDS TX, a triangular molecule in which N-terminal mART and C-terminal tandem β-trefoil domains associate to form an overall architecture distinct from other well-recognized ADP-ribosylating bacterial toxins. We demonstrate that CARDS TX binds phosphatidylcholine and sphingomyelin specifically over other membrane lipids, and that cell surface binding and internalization activities are housed within the C-terminal β-trefoil domain. The results enhance our understanding of Mp pathogenicity and suggest a novel avenue for the development of therapies to treat Mp-associated asthma and other acute and chronic airway diseases.

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