细胞生物学 防止药物被运出细胞

一个国际研究小组使用人工产生的抗体片段研究了细菌膜蛋白的转运机制。称为ABC输出物的转运蛋白存在于例如细菌的细胞膜中并且大量存在于癌细胞中，并且负责将小分子运输出细胞。一些转运蛋白可以将抗生素或化学治疗剂从细胞中泵出，从而使治疗无效。在目前的研究中，研究人员与分离的ABC出口商合作，并展示了底物转运如何与蛋白质的能量驱动相关，以及如何通过抗体片段或突变来修饰两者。结果发表在2019年5月21日的Nature Communications期刊上。

在这项研究中，来自Ruhr-UniversitätBochum的Enrica Bordignon教授和LarsSchäfer教授都是卓越集群的成员，他们与苏黎世大学的Markus Seeger教授和西安大略大学的Mikko Karttunen教授合作。

多阶段运输过程

ABC出口商在将分子运出细胞时消耗能量。他们通过在膜内部分裂能量储存分子ATP来获得这一点。从广义上讲，ABC出口商包括三个方面：电池内部的供能电机，延伸穿过细胞膜的连接器，以及膜外侧的门。

对于运输过程，ABC出口商在细胞内打开，从细胞质中吸收分子，并将其转运到膜的另一侧。在那里，外门打开，分子被排出 - 但只有当蛋白质运动分裂ATP内部时。只有在外门再次关闭后，才能开始下一个运输过程。

电机关闭

研究人员开发了一种人工抗体片段，也称为sybody，停留在试管中隔离的ABC输出器上。利用X射线晶体学和电子自旋共振，该团队表明，sybody与开放的外门相连。结果，门不再能够关闭，因此不能启动新的运输过程。因此，电机内部保持关闭状态;没有更多的ATP分裂。

该小组在没有sybody的情况下在进一步实验中证实了结果。在这些中，它们使用基因突变特异性地取代了蛋白质的某些氨基酸;这也阻止了外门关闭机制和ATP分裂。

“我们的分析表明，打开和关闭外门的机制在结构上与内部能源供应商ATP的分裂有关，”Enrica Bordignon说。“我们的研究结果是基础研究，”位于Bocum的EPR光谱研究小组负责人表示。“我们希望利用这些信息开辟抗击抗药性的新方法。”

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