近日，在马克斯·德尔布吕克中心的一支研究团队的领导下，科学家们揭示了GBP1蛋白的主要激活机制，该蛋白在对抗特定细菌中发挥着关键作用。他们的研究深入探讨了这一蛋白是如何采取特殊构象的，使其能够包裹入侵者，从而中和它们的。
这一突破性的发现被发表在《EMBO杂志》上，题为《抗微生物GBP1激活机制的结构洞察》。
研究人员解释说：“人体的鸟苷酸结合蛋白1（GBP1）是宿主防御微生物病原体的一种蛋白质。”他们进一步指出：“在鸟苷酸三磷酸（GTP）结合和水解后，自我抑制的GBP1单体会二聚化，然后组装成可溶性和膜结合的寡聚体，这对于先天免疫反应至关重要。GBP1寡聚体是如何从二聚体组装起来，以及组装如何与核苷酸依赖的构象变化协调，一直以来都是一个谜。在这次研究中，我们通过冷冻电子显微镜提供了可溶性和膜结合的GBP1寡聚体的结构数据，揭示了GBP1以展开的二聚体构象组装的全过程。”
GBP1是人体细胞对感染做出的反应，它通过与GTP结合，在细胞内发挥防御作用。尽管科学家们已经了解到这一防御策略的存在，但其详细工作机制一直不为人们所了解。
为了解决这个谜团，研究团队采用了高分辨率的冷冻电子显微镜，这使他们能够深入研究蛋白机制的每个步骤。“GBP1最初以单体形式存在。当它被激活时，它就像展开的瑞士军刀一样，”该研究的第一作者、奥利弗·道姆克实验室的博士生Marius Weismehl解释道。
Weismehl继续说：“成千上万个这些展开的蛋白质然后组装成盘状结构，再堆叠成管状结构。最终，这些管状结构附着在细菌膜上，在那里重新组合并像外套一样包裹细菌。”通过这种方式，GBP1蛋白成功地中和了入侵者。研究的主要目标是揭示这些大型蛋白结构是如何构建的。“我们的显微镜数据生动地展示了GBP1蛋白如何像别针一样粘附在膜表面，并通过它们的头部连接在一起，”马克斯·德尔布吕克中心的教授兼小组负责人Misha Kudryashev说道。
“我们已经确定了在激活的第一步中起关键作用的分子水平，”Weismehl补充道。
这项研究首次揭示了GBP1的激活机制，从而导致了对病原体的包裹，形成了抗微生物蛋白的外套。
研究团队希望，通过对人类免疫系统基础知识的深入了解，能够帮助研究人员更好地理解细菌感染性疾病。
参考文献：“Structural insights into the activation mechanism of antimicrobial GBP1.”
编辑：王洪
排版：李丽
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