致病性金黄色葡萄球菌利用 IsdH 表面受体主动从人类血红蛋白 (Hb) 中获取铁。血红素提取由受体内的三域单元介导,该单元包含其第二 (N2) 和第三 (N3) NEAT 域,由螺旋连接域连接。提取发生在动态复合体中,其中受体与每个珠蛋白链结合;N2 域与 Hb 紧密结合,而受体内大量的域间运动使其 N3 域能够暂时扭曲珠蛋白的血红素口袋。使用分子模拟结合马尔可夫模型,以及停流实验定量测量血红素转移动力学,我们表明受体内的定向域间运动在提取过程中起着关键作用。N3 域运动的方向性和血红素提取的速率由连接 N2 和连接域的短而灵活的域间系绳内的氨基酸控制。在野生型受体中,源自系链的定向运动使 N3 域能够填充能够扭曲 Hb 口袋的配置,而含有改变的系链的突变受体不太能够采用这些构象异构体并通过间接过程缓慢捕获血红素,其中 Hb 首先将血红素释放到溶剂中。因此,我们的结果表明 IsdH 受体内的域间运动在其能力中起着关键作用
致病性金黄色葡萄球菌利用 IsdH 表面受体主动从人类血红蛋白 (Hb) 中获取铁。血红素提取由受体内的三域单元介导,该单元包含其第二 (N2) 和第三 (N3) NEAT 域,由螺旋连接域连接。提取发生在动态复合体中,其中受体与每个珠蛋白链结合;N2 域与 Hb 紧密结合,而受体内大量的域间运动使其 N3 域能够暂时扭曲珠蛋白的血红素口袋。使用分子模拟结合马尔可夫模型,以及停流实验来定量测量血红素转移动力学,我们表明受体内的定向域间运动在提取过程中起着关键作用。N3 域运动的方向性和血红素提取的速率由连接 N2 和连接域的短而灵活的域间系绳内的氨基酸控制。在野生型受体中,源自系链的定向运动使 N3 域能够填充能够扭曲 Hb 口袋的配置,而含有改变的系链的突变受体不太能够采用这些构象并通过间接过程缓慢捕获血红素,其中 Hb 首先将血红素释放到溶剂中。因此,我们的结果表明 IsdH 受体内的域间运动在其能力中起着关键作用
抗生素耐药性是公共卫生面临的一大挑战,过去的一年里这一问题愈演愈烈 [1, 2]。对于由细菌病原体金黄色葡萄球菌引起的感染尤其如此,这种感染是导致死亡的主要原因,通常与社区获得性耐药菌株 (MRSA) 有关 [3]。这就迫切需要找到新的解决方案,以便有效地诊断和治疗,克服耐药性,避免抗生素库的耗尽。需要金黄色葡萄球菌内的新蛋白质靶点来开发有效的诊断探针,既可用于成像应用,也可用于治疗策略,以阻断细菌的生产性感染,而不会迫使生物体选择耐药突变体。基于氟膦酸酯的活性探针在促进生物膜生长的条件下,鉴定出金黄色葡萄球菌中十种以前未鉴定的活性丝氨酸水解酶,这可以满足这一需求。这些酶被命名为氟膦酸酯结合水解酶 (Fphs),每个酶的字母顺序取决于其预测大小 (52 kD FphA – 22 kD FphJ) [4]。它们都是 α/β 水解酶超家族的成员,其特点是核心由八个 β 链组成,这些 β 链由几个 α 螺旋连接,活性位点为丝氨酸-组氨酸-天冬氨酸或谷氨酸三联体。亲核丝氨酸用于水解底物,小分子可以轻松且特异性地靶向 [5, 6]。一般来说,这些蛋白质在代谢物、肽和脂质的加工中起着重要作用,是控制细胞信号传导和代谢的一种手段;然而,到目前为止,所有 Fphs 的生物学功能仍然未知,只有 FphF 的结构被确定 [6, 7]。它们在生物膜形成条件下的活性状态使它们易于通过化学抑制剂进行修饰,从而开发成探针和药物。这种新化合物