如何致命寄生虫“滑动”侵入人类细胞

疟原虫疟原虫基本轻链蛋白的分子结构。蓝色“云”代表蛋白质的电子密度，用红色和水分子中的原子与红色表示的原子之间的键。在Embl汉堡，使用Petra III束线获得硫磺悲伤的1.5Å的晶体结构。

在生物术语中，滑动是指电池沿着表面移动而不改变其形状的运动类型。这种形式的运动是来自APICOMPLASA的寄生虫，例如疟原虫和弓形虫。这两个寄生虫都是由蚊子和猫传播的寄生虫对全球荒地产生巨大影响。疟原虫导致2.28亿疟疾感染和每年约40万人死亡。感染甚至三分之一的人类群体的弓形虫会导致某些人的严重症状，并且在怀孕期间特别危险。

滑动使ApiCoMplexa寄生虫能够进入并在宿主细胞之间移动。例如，在通过蚊子咬合进入人体时，疟原虫在穿过人体皮肤之前通过人体皮肤滑入人体血管。这种类型的运动依赖于肌动蛋白和肌球蛋白，这是一种相同的蛋白质，使人类和其他脊椎动物肌肉运动能够。肌球蛋白的分子'腿'是“三月”的分子'腿'，从而产生运动。

在ApiComplexa中，肌球蛋白与几种其他蛋白质相互作用，其一起形成称为滑动族的复合物。除了其他原因，引发工程的确切机制还没有很好地理解，因为大多数滑翔蛋白的分子结构未知。然而，理解这种机制可以帮助开发防止滑翔术语的药物，从而阻止疟疾和弓形虫等疾病的进展。

分子粗线便于滑动

Embl Hamburg的科学家分析了必需光链（ELC）的分子结构，其是直接与肌蛋白直接结合的滑翔体蛋白质。众所周知，它们是滑动所必需的，但它们的确切结构和角色在现在之前是未知的。研究人员现在利用X射线晶体学和核磁共振（NMR）获得了在毒素杆菌和疟原虫疟原虫中与肌苷A结合的ELC的分子结构。

他们的研究在通信生物学中发表，表明ELCS就像分子高跷一样 - 在结合肌菌菌丝体A时，ELC变得刚性，并开始充当其杠杆臂。这种加强让肌球蛋白使得更长的步骤，这可能加速寄生虫的滑翔运动。

研究人员还调查了钙，假定的滑动调节器，在Elcs和肌球蛋白A之间的相互作用中的作用。令人惊讶的是，他们发现钙不会影响ELC的结构。然而，它确实增加了ELC-myosin的稳定性。这种意外的结果表明，滑翔机构体系结构仍然隐藏许多未知数。

“这项工作提供了第一次瞥见这些有机体如何迁移，”Matthew Bowler（Matthew Bowler）表示，这是一项没有参与本研究的奖项，他调查弓形虫在入侵细胞后控制免疫系统的策略。

“看到新的分子细节出现了这些寄生虫在宿主细胞之外的工作是令人着迷的。美丽的结构展示了将这种运动的电机汇集在一起​​，并且可以为开发新药来治疗这些疾病的基础，“持续的球队。

Maria Bernabeu，他在巴塞罗那的Embl网站上掌握了脑疟疾中血管功能障碍的研究，补充说：“通过皮肤的疟原虫通过是人类感染的第一阶段。在该阶段靶向疟原虫的优点是仅存在约一百个寄生虫。了解寄生虫的滑翔动力可能有助于在乘以递增的疟原虫或疫苗的疫苗。“

跨学科合作

这项工作是来自汉堡欧洲分子生物学实验室的结构生物学家（LÖW集团）和寄生虫学家（GILBERGER GROUP）之间的跨学科合作的结果，以及结构系统生物学（CSSB）的中心，以及来自Bernhard Nocht热带研究所的科学家医学，汉堡大学和马丁 - 路德大学哈勒 - 威滕伯格。它展示了跨学科合作的潜力，使我们对我们对生物过程的理解以及可能的未来对抗寄生虫病的策略。

“进入疟疾研究一直是一个令人兴奋的努力 - 与专家进行正常的交流，跨学科环境有助于我们探索寄生虫学领域，”基督教Löw说。

参考：“APICOMPLEXINAINOSE的基本轻链的结构作用”由Samuel Pazicky，Karthikeyan Dhamotharan，Karol Kaszuba，Haydyn D.T.T. Mertens，Tim Gilberger，Dmitri Svergun，Jan Kosinski，Ulrich Weininger和ChristianLöw，10月20日，通信生物学.DOI：
10.1038 / s42003-020-01283-8

Embl致力于推进跨学科感染生物学研究。这反映在embl网站上的项目，包括Maria Bernabeu的Malaria工作，Matthew Bowler on Toxoplasma，以及那些看着Matthias Wilmanns的疟疾或结核病在Embl汉堡的合作项目。