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科学家确定了关键的莱姆病蛋白结构

2019-10-24 54螺旋体莱姆病

科学家确定了关键的莱姆病蛋白结构:美国能源部Brookhaven国家实验室的一个研究小组已经确定了导致莱姆病的细菌的一种关键蛋白质的三维结构。这种蛋白质被称为OspC,来自两种莱姆病菌。这项研究可能会产生第二代疫苗,比目前的疫苗更有效。

科学家确定了关键的莱姆病蛋白结构

科学家确定了关键的莱姆病蛋白结构,目前的疫苗是基于另一种莱姆病蛋白,被称为OspA,它之前在布鲁克海文被破译。OspA和OspC都是引起莱姆病的伯氏螺旋体的外表面蛋白。来自Brookhaven实验室、石溪大学医学院、罗切斯特大学医学中心和罗格斯大学的研究人员将在2001年3月1日的EMBO杂志上报告他们关于OspC结构的发现。

莱姆病是由受感染的鹿蜱叮咬传播的,是美国最常见的病媒传播疾病。该病的早期症状包括牛眼皮疹和流感样症状。如果不及时使用抗生素治疗,可能会出现更严重的症状,包括关节和神经并发症。

OspC

为了确定OspC的结构,研究人员使用了Brookhaven国家同步加速器光源(NSLS)的一种被称为多波长异常衍射的技术。首先,研究人员培育出能够承受NSLS强x射线的蛋白质晶体。为了制造大量的OspC,研究小组使用了在布鲁克海文开发的T7基因表达系统。

然后用不同能量的x射线照射晶体,在探测器上记录衍射图样。在功能强大的计算机的帮助下,研究人员分析了衍射模式,以获得创建蛋白质结构图像所需的重要信息。

来自Brookhaven的研究小组成员John Dunn解释说,OspC的结构主要是螺旋形的,与平面的OspA非常不同。此外,在OspC表面的一个区域具有很强的负电荷。Dunn说,带负电荷的区域可能会被人体细胞表面带正电荷的区域所吸引,从而帮助细菌引起感染。这一特征只存在于从引起人类疾病的菌株中提取的OspC蛋白中。

OspC的疫苗将比目前基于OspA的疫苗更有效

科学家们认为,一种基于OspC的疫苗将比目前基于OspA的疫苗更有效,因为OspA蛋白只存在于细菌中,而不存在于宿主体内。蜱虫叮咬温血哺乳动物宿主后,注入的细菌在宿主血液中产生OspC。

当宿主只接种OspA时,这种蛋白质的抗体只能杀死蜱虫体内的细菌,前提是蜱虫把这些抗体和它的血餐一起摄入。如果这种细菌找到了进入宿主的途径,它就会转变成其他几种疫苗无法保护的形式。

相反,基于OspC的疫苗可以使宿主产生抗体杀死宿主体内的莱姆病细菌。

Brookhaven团队的另一名成员Subramanyam Swaminathan补充说:“为了开发一种有效的基于OspC的疫苗,我们必须了解至少几种OspC变体的三维结构,特别是来自侵入性毒株的变体。由于我们已经根据莱姆病菌的两种感染菌株解决了OspC的结构,我们现在有了一个原型,可以从其他菌株确定OspC的结构。”

引用

Brookhaven National Laboratory. "Brookhaven Scientists Determine Key Lyme Disease Protein Structure." ScienceDaily. ScienceDaily, 7 March 2001.
www.sciencedaily.com/releases/2001/03/010301072903.htm.

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