細(xì)菌利用分子條形碼分泌毒素

麥克馬斯特大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種分子“條形碼”系統(tǒng)，這種系統(tǒng)被致病細(xì)菌用來區(qū)分有益分子和有毒分子。

發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的這項新研究表明，許多細(xì)菌可以象征性地掃描遺傳密碼，以了解哪些蛋白質(zhì)應(yīng)該保留，哪些蛋白質(zhì)應(yīng)該排出到環(huán)境中。

據(jù)研究人員稱，這些被排出的蛋白質(zhì)通常對人體細(xì)胞有毒，因此區(qū)分蛋白質(zhì)的能力對細(xì)菌引起傳染病的能力至關(guān)重要。

麥克馬斯特大學(xué)生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)系副教授、該研究的首席研究員John Whitney解釋說:“蛋白質(zhì)是生命的基本組成部分之一。實(shí)際上，它們允許細(xì)菌病原體做它們所做的一切。雖然絕大多數(shù)蛋白質(zhì)留在細(xì)菌內(nèi)部執(zhí)行代謝等功能，但有一小部分蛋白質(zhì)在生物體外起作用，比如毒素。”

Whitney是Michael G. DeGroote傳染病研究所的一名成員，他說，盡管對細(xì)菌分泌系統(tǒng)和毒素本身的研究已經(jīng)進(jìn)行了很長時間，但在研究之前，人們并不了解細(xì)菌是如何區(qū)分有毒和無毒蛋白質(zhì)的。

Whitney的實(shí)驗室由生物化學(xué)研究生Prakhar Shah和Timothy Klein(現(xiàn)在是加州大學(xué)舊金山分校的博士后)領(lǐng)導(dǎo)，他們對同一細(xì)菌分泌系統(tǒng)如何能夠分泌三種根本不同的毒素提出了質(zhì)疑。

Whitney說:“這兩種毒素之間沒有已知的相似之處——它們看起來一點(diǎn)也不相似，它們的作用也不相似。我們的理由是，它們都要經(jīng)過同一個蛋白質(zhì)分泌機(jī)器，它們之間一定有共同之處。

果然有。每種毒素共享一個“域”，惠特尼將其通俗地比作條形碼。他說，雖然所研究的三種毒素都有這種條形碼，但細(xì)菌中其他大約3000種蛋白質(zhì)中卻沒有這種條形碼，這表明它起到了輸出信號的作用。

該團(tuán)隊能夠通過遺傳學(xué)、生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)方法的結(jié)合，通過實(shí)驗證明這一概念，包括重要的“X射線晶體學(xué)研究”，使他們能夠純化蛋白質(zhì)，并更清楚地了解所謂的條形碼及其功能。

研究小組認(rèn)為，這一新信息最終可能具有一系列重要的生物技術(shù)和傳染病相關(guān)應(yīng)用。Shah特別指出，這些發(fā)現(xiàn)與我們對一系列革蘭氏陽性病原體的理解有關(guān)，包括導(dǎo)致結(jié)核病和李斯特菌病等嚴(yán)重傳染病的細(xì)菌種類。

“很多病原體都使用這個系統(tǒng)，”Shah說?！耙虼?，我們的發(fā)現(xiàn)對我們理解各種人類病原體使用的毒力策略具有重要意義。

來源：AAAS

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。