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上海博麥德生物技術(shù)有限公司
主營產(chǎn)品： 培養(yǎng)基,生物培養(yǎng)基 |
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2013-8-2
近日，浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院葉升課題組成功解析了細胞分裂蛋白FtsZ所形成的原絲纖維的三維結(jié)構(gòu)，找到了細胞分裂驅(qū)動力的來源，為廣譜抗生素的研發(fā)提供依據(jù)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
細胞分裂時，母細胞中間會先產(chǎn)生一層隔膜，60多年前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了組成這層隔膜的關(guān)鍵蛋白，把它命名為FtsZ。1991年，科學(xué)家進一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細胞分裂發(fā)生時，許多個FtsZ蛋白首尾相連形成原絲纖維，這些原絲纖維再相互組合，形成一個圍繞細胞的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，名為Z環(huán)。在Z環(huán)收縮之力的“驅(qū)動”下，母細胞向內(nèi)凹陷，進而一分為二成為兩個子細胞。
收縮之力來自哪里？關(guān)于這個問題，科學(xué)界一直有爭議。據(jù)介紹，Z環(huán)主要由FtsZ蛋白結(jié)合GTP形成的原絲纖維組成，當(dāng)細胞發(fā)生分裂，GTP會分解成為GDP，并釋放化學(xué)能。此前一項研究指出，是FtsZ蛋白，將GTP水解過程中產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了機械能。但是，這一轉(zhuǎn)換究竟如何實現(xiàn)，幾年來一直沒有人能夠解釋。
為此，葉升課題組從結(jié)核分枝桿菌中克隆了FtsZ的基因，通過X射線衍射，拍下了100多張不同角度的FtsZ蛋白晶體衍射圖，再通過計算機分析，成功得到了FtsZ蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖，*次看到了這樣的景象：GTP水解后，F(xiàn)tsZ原絲纖維發(fā)生了50度的彎曲。課題組推測，當(dāng)GTP水解為GDP時，GTP的γ-磷酸基團和β-磷酸基團之間的共價鍵斷裂，由于二者都攜帶負電荷，它們之間會產(chǎn)生一個巨大的排斥力，這一排斥力引起FtsZ蛋白發(fā)生構(gòu)象變化，使兩個相鄰的FtsZ亞基圍繞一個支點發(fā)生彎曲，GTP水解的化學(xué)能就這樣推動兩個相鄰FtsZ亞基之間發(fā)生一個相對彎曲，進而引發(fā)整個Z環(huán)向內(nèi)收縮。
葉升說，這一研究為開發(fā)新的廣譜抗菌藥物提供了直接的結(jié)構(gòu)信息。“我們可以抑制FtsZ，從而達到抑制細菌分裂的目的。
