基因突变与鼠疫研究最新发现

　　

生物通报道：鼠疫病原体为耶尔森氏鼠疫杆菌，属自然疫源性烈性传染病，在人类历史上已造成超过2亿人的死亡，因此被冠上“最具毁灭性传染病”的名头。尽管如此，科学家对鼠疫所呈现的非凡毒性却仍未敢说了解，其分子基础至今仍不明朗。

 

现在，来自美国芝加哥大学的研究人员发现，单个基因突变导致鼠疫病菌的毒性更强，这正是鼠疫病菌致命性强的重要原因。相关研究报告发表于5月的《微生物学》杂志。

 

研究人员的最新发现表明，耶尔森氏鼠疫杆菌菌缺失了一种重要酶。耶尔森氏鼠疫杆菌需要钙来增加机体温度，当钙匮乏时，就会产生丰富的天门冬氨酸。天冬氨酸酶可将天门冬氨酸消化，但科学家们一直费解的是，天冬氨酸酶几乎存在于所有的细菌中，却在许多病原性细菌中呈缺失状态，如结核分枝杆菌、土拉热弗朗西斯氏菌等。以上两种细菌或直接对人类致命，或像鼠疫杆菌一样由昆虫传染给人类。

 

耶尔森氏鼠疫杆菌的单个基因突变证明其并未产生天冬氨酸酶。而由于该型酶的缺失，病菌感染人类后会大规模制造天门冬氨酸，其量远大于其所需，最后致使胺基酸池失衡。如推断成立，则可通过消除额外天门冬氨酸来减少鼠疫致死率。

 

另外在2006年，美国标准技术研究院（NIST）已经破解了来源于鼠疫杆菌的一种关键酶的结构，并且发现它具有一种非常特别的构型。这些结果揭示出了这种细菌毒性机制和相关的基础细胞信号过程。

NIST研究组确定出了IV腺嘌呤环化酶（AC-IV）的三维结构，这种酶存在于曾引发人类瘟疫的鼠疫杆菌（Yersinia pestis）中。通过提纯和结晶这种蛋白质，然后用X射线晶体衍射技术，研究人员最终破译了这种关键酶的构型。这种酶能够合成环形AMP(cAMP)——一种能引发多种细胞过程的重要信号分子。目前已经知道了六种类型的AC，并且起到多种功能。

NIST研究组确定出了IV腺嘌呤环化酶（AC-IV）的三维结构，这种酶存在于曾引发人类瘟疫的鼠疫杆菌（Yersinia pestis）中。通过提纯和结晶这种蛋白质，然后用X射线晶体衍射技术，研究人员最终破译了这种关键酶的构型。这种酶能够合成环形AMP(cAMP)——一种能引发多种细胞过程的重要信号分子。目前已经知道了六种类型的AC，并且起到多种功能。

在决定一个蛋白质的生物功能时，蛋白质的形状起到决定性作用，但是由于这种酶分子很大，因此形状的确定很困难。NIST的实验表明AC-IV的形状与其他已知结构的AC（AC-II和AC-III）完全不同。AC-IV折叠成一种罕见的水桶状。此前，这种形状只在另外三种不相关的蛋白质发现过。（生物通）