观察到细菌细胞内部化学受体的排列结构

顾汉现

观察到细菌细胞内部化学受体的排列结构


日期: 2009-09-28  


加州理工学院研究人员利用低温电子显微镜(electron  cryomicroscope)首次观察到细菌细胞中接受化学刺激的化学受体(chemoreceptors)的排列结构。此外，他们还发现这种特殊的排列结构广泛出现在所有细菌物种中，表明该结构在进化上十分保守。

这项研究发表在本周提前出版的《Proceedings  of  the  National  Academy  of  Sciences》(PNAS)杂志上，或许有助于科学家更好地了解许多生物代谢过程中复杂的信号通路。

鞭毛是细菌最重要的运动结构，细菌的运动方向不是随机的，而是根据具体的环境有趋利避害的趋势。但细菌如何分辨有利环境和不利环境呢？研究人员发现，在细菌靠近鞭毛处，有一些微小的蛋白分子——化学受体，该蛋白就像是从细菌细胞中长出的“蛋白质天线”，可以与外界的营养物质或其他化学刺激结合，并将获得的化学信号传递到细胞内。

实验发现，这类化学受体对环境中的积极刺激或消极刺激非常敏感。研究人员认为，进一步了解这些受体之间相互作用的方式十分重要。研究人员利用低温电子显微镜获得了700张细菌完整的三维图像，研究人员对这些快速冷冻的细菌内部结构进行分析，发现化学受体呈规则的重复六边形排列，在六边形的每个顶点有一对受体与另外3个受体连接。

研究人员对13种不同的菌种进行研究发现，这种特殊的化学受体排列结构出现在几乎所有的细菌中。