2013年7月29日

伤寒毒素的新型结构和功能

化学结构 伤寒毒素的结构,显示2 A亚基(蓝色和红色)和5 B亚基(绿色)。研究人员的图片,由大自然提供

研究人员获得了有关其原因的重要见解 伤寒沙门氏菌 伤寒的病因非常危险。这些发现可以帮助指导治疗药物的开发和针对感染的改良疫苗。

超过2000万人感染了 伤寒沙门氏菌 每年,主要在发展中国家。在美国,大多数情况都发生在出国到某些地区的人中。

人们通过食用受污染的食物或饮料而被细菌感染。一旦进入体内,细菌便会从肠道繁殖并传播到血液中。少数人被称为携带者,可以从伤寒中恢复过来,但继续携带细菌。其中最著名的也许是玛丽·马伦(Mary Mallon),也被称为伤寒玛丽(Typhoid Mary),他是美国最早的伤寒记录载体。

而其他类型的 沙门氏菌 细菌引起沙门氏菌病或食物中毒, 伤寒沙门氏菌 毒性更大。博士耶鲁大学的Jeong Song,Shang Gao和JorgeGalán着手确定这种细菌毒性的原因。他们的研究由美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助。 结果显示在2013年7月18日, 性质 .

研究人员专注于伤寒毒素,伤寒毒素是由 伤寒沙门氏菌 被认为是造成细菌致命作用的原因。当他们给小鼠提纯的伤寒毒素时,它引起的症状与伤寒人类相似,这表明伤寒毒素是由伤寒引起的。 伤寒沙门氏菌。

伤寒毒素可以与多种细胞结合。实验表明,毒素会附着在许多细胞表面存在的某些类型的蛋白质上。这些蛋白质具有附着于其上的称为聚糖的特定碳水化合物,可作为毒素的信标。研究人员发现去除这些表面聚糖可减少伤寒毒素与培养细胞的结合。

接下来,科学家确定了伤寒毒素的结构。已知该毒素是“ AB毒素”的不寻常类型。大多数AB毒素(例如百日咳毒素)都是由1种A亚基和1种B亚基制成的(尽管每种的数量可以变化)。相反,伤寒毒素具有2种类型的A亚基(称为PltA和CdtB)和1 B亚基(PltB)。 PltA和PltB与百日咳毒素的亚基相似,而CdtB与其他几种细菌产生的毒素相似。这些亚基共同产生独特而强大的伤寒毒素。

研究人员发现,伤寒毒素实际上由1个PltA和CdtB分子以及5个PltB分子组成。这种新颖的组织称为A2B5,形成金字塔形的复合体。 PltB有一个口袋区域,可使其与表面聚糖结合。当研究小组改变了这个口袋的结构时,毒素不再与培养的细胞结合,也不会引起类似于伤寒的症状。

这些发现可以更好地了解伤寒毒素的特征及其如何引起伤寒。尽管将需要更多的研究,但这些发现可能会导致治疗和预防伤寒的新方法。

Galán说:“令我们如此激动的是针对毒素的疫苗和治疗剂拥有出色的成功记录。”

— Carol Torgan博士

相关链接

参考文献:   性质。 2013年7月18日; 499(7458):350-4。 doi:10.1038 / nature12377。 Epub 2013年7月10日。PMID:23842500。

资金:  美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS)。