中國科技網(wǎng)訊 據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)近日報道，美國亞利桑那州立大學(xué)生物設(shè)計研究所的約翰·查普特和他的同事，將實驗室制造的人工合成蛋白質(zhì)（DX）植入大腸桿菌細胞，發(fā)現(xiàn)DX蛋白質(zhì)能與細胞內(nèi)的ATP分子結(jié)合，使細胞分裂停止，但細胞仍在繼續(xù)生長。該研究對于了解能躲避抗生素的病原體行為提供了新方法。相關(guān)研究成果刊登在《美國化學(xué)學(xué)會化學(xué)生物學(xué)》雜志網(wǎng)站上。
“如果你把一個在試管中創(chuàng)造出來的蛋白質(zhì)植入細胞內(nèi)，結(jié)果蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)發(fā)生了作用，”查普特說道，“你覺得細胞認識它嗎？細胞是咀嚼它，還是把它吐出來？”在這個值得探索的合成生物學(xué)新領(lǐng)域，這一發(fā)現(xiàn)將會使新藥物的研發(fā)取得進展。
“ATP是生命的能量貨幣，”查普特說，在生物系統(tǒng)的反應(yīng)中，ATP的磷酸二酯鍵結(jié)合需要一定的能量來驅(qū)動。DX蛋白質(zhì)的結(jié)合消耗了細胞內(nèi)ATP的能量，破壞了細胞正常的新陳代謝活動，阻止了細胞分裂，但細胞們?nèi)栽诶^續(xù)成長。
大腸桿菌暴露于DX蛋白質(zhì)后，由通常的球形發(fā)展成細長的絲狀。在絲狀的細菌中，密集的細胞內(nèi)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)被劃分開，形成了有相同長度的細胞，研究人員將這種此前未曾出現(xiàn)過的不尋常結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)在脂質(zhì)體。
“這些致密的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)正在形成非常有規(guī)律的區(qū)域，它們沿著絲狀細胞逐漸形成，它們看起來像是一種防御機制，使細胞自我劃分?！辈槠仗卣f道。這一獨特適應(yīng)過程，從未在細菌細胞中觀察到，同時它也是唯一出現(xiàn)在單細胞有機體中。合成蛋白質(zhì)DX并不是一件容易事，它需要精心的模仿自然狀態(tài)下蛋白質(zhì)折疊的特性，并能夠與關(guān)鍵代謝產(chǎn)物ATP相結(jié)合。
科學(xué)家們接下來將研究，當這些細胞遇到新情況時，它們會如何回應(yīng)。例如細胞對于一個不熟悉的合成蛋白質(zhì)，它們會如何應(yīng)對。該研究還指出，許多傳染性病原體依靠處于休眠狀態(tài)（類似于DX暴露大腸桿菌中觀察到的可生存但不可培養(yǎng)狀態(tài)），躲避抗生素的檢測。這一發(fā)現(xiàn)，對于研究這些病原體的行為提供了一個更好的方法。此外，對于生物體極其重要的ATP，抑制其作用可為防治疾病提供另一種途徑。（王怡）
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