近期,一项由多国科研团队合作完成的研究,成功解析了细菌表面蛋白保护层——S层的详细三维结构。这一结构类似于微型铠甲,为细菌提供坚固而灵活的保护屏障,具有重要的生物学意义和潜在的疫苗开发价值。
该研究由英国生物技术与生物科学研究委员会(BBSRC)资助,发表在《自然》杂志上,题为《SbsB结构与晶格重建揭示钙离子触发的S层组装机制》。研究团队利用先进的单原子级别成像技术,首次详细揭示了无害土壤细菌——嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)S层蛋白的连接方式,展现了蛋白亚基如同中世纪骑士的铠甲般紧密结合的结构特征。
研究负责人斯特凡·霍沃尔卡博士指出:“我们利用高分辨率成像技术,首次揭示了S层蛋白的详细结构。这些蛋白不仅构成细菌的坚固保护层,还允许营养物质和底物的运输。”
S层蛋白在细菌的形态维持、环境适应以及侵入宿主细胞过程中起着关键作用。许多病原菌的S层具有复杂的蛋白网络结构,能够帮助细菌躲避宿主免疫系统的识别,从而增强其致病能力。
霍沃尔卡博士还表示:“揭示S层的结构机制,为理解病原菌如艰难梭菌和炭疽杆菌的“铠甲”提供了基础。这些发现有助于科学家找到细菌“铠甲”的弱点,为抗体和疫苗的设计提供新的思路。”
此外,S层的结构特性也为疫苗载体的开发提供了新途径。研究团队分析了蛋白自组装的机制,未来可以利用这一机制设计融合病原蛋白的无害S层,用于疫苗载体的构建。
BBSRC执行主任道格拉斯·凯尔教授强调:“这项研究展现了在微观尺度上理解自然界结构的价值,有助于我们深入把握生命的基本机制,从而应对各种公共卫生和生物安全挑战。”