青年文摘尿调节蛋白结构与其在尿路感染中保

白癜风是什么原因造成的 http://news.39.net/bjzkhbzy/171211/5920693.html
摘译:李丹审校:王明华尿路感染是由各类病原微生物入侵尿道、膀胱、输尿管、肾盂或肾间质导致的疾病。大肠埃希菌是尿路感染常见致病菌。尿道致病性大肠埃希菌(UPEC)表达I型菌毛黏附素FimH蛋白,能黏附在膀胱上皮细胞上的甘露糖。曾有学者研发出一种不属于抗生素的分子药物甘露糖苷,其对黏附素FimH的亲和力远高于天然甘露糖,能有效清除小鼠肠道和膀胱中的UPEC,且不明显影响肠道菌群[1]。近期,Weiss等学者阐述尿调节蛋白通过竞争性拮抗FimH与尿路上皮细胞结合,与同一细菌的菌毛多价结合,最终形成细菌团块,通过排尿有效清除细菌,相关研究发表在SCIENCE上[2]。尿调节蛋白(Uromodulin,UMOD)是一种糖蛋白,由肾脏分泌,是人类尿液中含量最丰富的蛋白质。约80%人群存在UMOD启动子变异,导致尿液UMOD浓度增加2倍,这部分人群不易发生细菌性尿路感染。早在六十年前,学者便在显微镜下观察到其呈细丝状,也曾怀疑这种蛋白能够拮抗细菌与甘露糖结合,从而保护机体免受尿路感染。但是人们关于UMOD的结构和保护机理仍然知之甚少。Weiss等解析了UMOD细丝的结构以及UMOD如何与大肠埃希菌相互作用,为理解UMOD的保护功能提供了结构基础。他们应用冷冻电子断层成像术(cryo-ET)技术捕捉到UMOD的结构是呈锯齿状的细丝,类似鱼骨的形状,由主干与规则伸出的枝杈构成,如下图:研究者们进一步研究发现,用UMOD孵育尿道致病性大肠埃希菌会导致细菌聚集形成由数十到数百个细菌组成的团块;尿调节蛋白的枝杈能与细菌I型菌毛稳定结合,其亲和力要高于尿路上皮细胞的受体,所以在致病菌在黏附尿路上皮细胞之前,它们就会被尿调节蛋白一网打尽。尿调节蛋白是否可以在其他病原体如肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和链球菌尿路感染中发挥保护作用呢?研究者使用光学显微镜观察到与纤维结构将细菌聚集成团块,而cryo-ET成像发现67-71%的情况下UMOD纤维参与其中。UMOD上的七个不同的复杂类型N-聚糖可能竞争性地抑制导致尿路感染的多种病原体与尿道上皮的不同受体的粘附。

[1]SpauldingCN,KleinRD,RuerS,etal.SelectivedepletionofuropathogenicE.colifromthegutbyaFimHantagonist[J].Nature,.

[2]


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