細菌細胞壁的組裝機制來開發出新型抗生素

細菌干細胞往往有著保護性的外層結構—細胞壁，而動物細胞則沒有，組裝這種堅硬的護甲往往需要多個步驟，但有些細菌的“盔甲”往往能夠被抗生素靶向作用，比如青霉素和萬古霉素等。研究人員通過研究發現了一種名為MurJ的蛋白，這種蛋白對于細菌細胞壁的形成非常重要，而且還能保護細菌免于外界攻擊。

細菌的細胞壁由肽多糖（肽聚糖）組成，而組成肽多糖的分子往往會在細胞內好，隨后進行跨膜運輸組成細菌外壁結構。MurJ是細胞膜上的一種轉運蛋白，其主要負責細胞壁組裝元件的跨膜運輸，如果缺少該蛋白，肽多糖前體就會在細胞內形成，從而就會使得細菌細胞被瓦解。

目前很多研究人員都希望能夠清楚解析MurJ蛋白的結構，但無一成功，部分是因為干細胞的膜蛋白質很難被研究；本文研究中，研究人員就通過X射線晶體學技術對MurJ蛋白結晶，隨后確定了該蛋白質在2埃分辨率下的分子結構；研究者基于這種精細結構和其它實驗，對MurJ蛋白的特殊殘基進行了突變操作，隨后他們提出了一種新型模型，該模型就能夠幫助揭示肽多糖前體跨膜的方式和機制。如今研究人員希望通過對該蛋白結晶來觀察該蛋白的作用方式。

從事抗生素開發的研究人員目前急需要深入理解細菌細胞壁的組裝機制來開發出新型抗生素抵御當前抗生素耐藥性的流行，僅在美國每年就有將近1.2萬人會因抗生素耐藥性MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）的感染而死亡。截止到目前為止，研究者并不清楚蛋白MurJ在細菌細胞壁合成過程中扮演的關鍵作用，因為當前的技術很難對付這種特殊蛋白進行研究，研究為我們深入理解廣譜抗生素的開發提供了新的見解，幾乎每種類型的細菌干細胞都需要這種蛋白來維持活性。