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海洋細菌揭示了對有毒金屬的控制

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-15瀏覽次數:1672

在東英吉利大學(UEA)的研究中,海洋細菌為細胞如何保護自己免受金屬離子(如鐵和銅)的毒性作用提供了新的見解。

雖然金屬離子對生命至關重要,但它們也可以產生活性氧(ROS) - 高反應性分子,當它們試圖與其他分子形成鍵時會破壞細胞。

在人類中,活性氧與諸如衰老和癌癥的疾病相關。

為了減少鐵的毒性作用,稱為鐵蛋白的一族蛋白質將金屬離子解毒并儲存在其足球形狀的蛋白質外殼中,產生安全但可接近的沉積物,當環境中的鐵變得稀缺時,這些沉積物就會存在。該物質可被細胞吸收。

UEA團隊與埃塞克斯大學和加利福尼亞州斯克里普斯研究所的研究人員合作,研究特定海洋細菌中的鐵蛋白如何成功地進行這種解毒過程。

不同尋常的是,細菌會產生鐵蛋白,以響應高水平的銅而不是鐵。

研究小組發現鐵蛋白和銅之間沒有直接的相互作用,而鐵蛋白催化氧和鐵之間的新反應。這產生了一種鐵蛋白形式,其具有增強的直接解毒ROS能力,同時還實現其鐵儲存和解毒。

東英吉利大學化學學院的Nick Le Brun教授說:“我們相信這條新途徑中的鐵已被細菌轉化為其他含鐵蛋白質,并且細菌控制了被驅替的鐵的毒性。通過產生鐵蛋白,人們感興趣,因為鐵蛋白在動物中更像鐵蛋白而不是其他細菌。

這種類型的過程以前沒有被科學家發現,并證明了在不同生物體中存在許多不同的鐵蛋白機制。

來自埃塞克斯大學的Dima Svistunenko博士說:“在許多系統中研究了產生有害ROS的鐵和氧之間的化學反應,包括來自一系列生物體的許多鐵蛋白。但在這里,我們看到反應是全新的,指向一個前所未有的排毒過程,涉及跨蛋白質分子的遠距離電子轉移。“

對該團隊基因組數據庫的搜索還發現,許多其他類似的海洋細菌可能在壓力條件下產生類似的鐵蛋白。

該團隊現在計劃擴大他們的研究,以調查新機制的普及。

“在研究鐵蛋白之前,或者一般來說,鐵蛋白不像新發現的鐵蛋白那樣反應,”Le Brun教授說。

“這種新化學不僅代表了我們對天然抗氧化過程的理解上的突破,而且為未來的工程生物催化劑揭示了新的可能性,例如藥物開發。”

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