細菌細胞壁的組裝機制來開發(fā)出新型抗生素

細菌干細胞往往有著保護性的外層結(jié)構(gòu)—細胞壁，而動物細胞則沒有，組裝這種堅硬的護甲往往需要多個步驟，但有些細菌的“盔甲”往往能夠被抗生素靶向作用，比如青霉素和萬古霉素等。研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種名為MurJ的蛋白，這種蛋白對于細菌細胞壁的形成非常重要，而且還能保護細菌免于外界攻擊。

細菌的細胞壁由肽多糖（肽聚糖）組成，而組成肽多糖的分子往往會在細胞內(nèi)好，隨后進行跨膜運輸組成細菌外壁結(jié)構(gòu)。MurJ是細胞膜上的一種轉(zhuǎn)運蛋白，其主要負責細胞壁組裝元件的跨膜運輸，如果缺少該蛋白，肽多糖前體就會在細胞內(nèi)形成，從而就會使得細菌細胞被瓦解。

目前很多研究人員都希望能夠清楚解析MurJ蛋白的結(jié)構(gòu)，但無一成功，部分是因為干細胞的膜蛋白質(zhì)很難被研究；本文研究中，研究人員就通過X射線晶體學技術(shù)對MurJ蛋白結(jié)晶，隨后確定了該蛋白質(zhì)在2埃分辨率下的分子結(jié)構(gòu)；研究者基于這種精細結(jié)構(gòu)和其它實驗，對MurJ蛋白的特殊殘基進行了突變操作，隨后他們提出了一種新型模型，該模型就能夠幫助揭示肽多糖前體跨膜的方式和機制。如今研究人員希望通過對該蛋白結(jié)晶來觀察該蛋白的作用方式。

從事抗生素開發(fā)的研究人員目前急需要深入理解細菌細胞壁的組裝機制來開發(fā)出新型抗生素抵御當前抗生素耐藥性的流行，僅在美國每年就有將近1.2萬人會因抗生素耐藥性MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）的感染而死亡。截止到目前為止，研究者并不清楚蛋白MurJ在細菌細胞壁合成過程中扮演的關(guān)鍵作用，因為當前的技術(shù)很難對付這種特殊蛋白進行研究，研究為我們深入理解廣譜抗生素的開發(fā)提供了新的見解，幾乎每種類型的細菌干細胞都需要這種蛋白來維持活性。