院士历时5年成功破解膜蛋白结构文章刊PNAS

　　

生物通报道，近期，台湾中央研究院基因体研究中心的翁启惠院士与助理研究员马徹博士合作，在美国国家科学院院刊PNAS上发表重要文章Crystal structure of the membrane-bound bifunctional transglycosylase PBP1b from Escherichia coli，首次破解细菌表面关键酵素PBP1b的完整蛋白质立体结构。

 

从80年前起，第一代抗生素盘尼西林开始，至今证实能够有效杀死细菌的抗生素超过1000多种，而临床常见使用约有150多种之多。盘尼西林杀死细菌的机制是抑制细菌细胞壁的合成，通过抑制细菌的酵素发挥作用，但长期使用抗生素会导致细菌产生耐药性。

 

究竟抗生素针对细菌的哪个区域发挥作用？细菌耐药性发生在哪个区域？种种难题都没有解答。马徹博士与翁启惠院士合作，历经5年，首次全面破解PBP1b的立体结构。

 

PBP1b是一个大的酵素蛋白，它包含4个重要的区域；TG、TM、TP以及UB2H。TG区域会利用一个叫lipidⅡ的糖脂物质，像是编织机一样，不断地生成细胞壁，这一过程发生在细菌繁殖的阶段，直到细胞分裂完成。

 

这些研究成果，对指导抗生素药物设计具有重要意义。

（生物通 小茜）

生物通推荐原文检索：Crystal structure of the membrane-bound bifunctional transglycosylase PBP1b from Escherichia coli

Ming-Ta Sunga,b,1, Yen-Ting Laia,1, Chia-Ying Huanga,c, Lien-Yang Choua, Hao-Wei Shiha,d, Wei-Chieh Chenga, Chi-Huey Wonga,2 and Che Maa,2

【Abstract】

Drug-resistant bacteria have caused serious medical problems in recent years, and the need for new antibacterial agents is undisputed. Transglycosylase, a multidomain membrane protein essential for cell wall synthesis, is an excellent target for the development of new antibiotics. Here, we determined the X-ray crystal structure of the bifunctional transglycosylase penicillin-binding protein 1b (PBP1b) from Escherichia coli in complex with its inhibitor moenomycin to 2.16-Å resolution. In addition to the transglycosylase and transpeptidase domains, our structure provides a complete visualization of this important antibacterial target, and reveals a domain for protein–protein interaction and a transmembrane helix domain essential for substrate binding, enzymatic activity, and membrane orientation.