马克斯·普朗克学会 为了增加与真核宿主细胞接触的存活机会，共生细菌和病原菌都已经开发了影响宿主细胞行为的方法
第三型分泌系统(T3SS)注射体是一种分子机器，由各种致病细菌属使用，包括沙门氏菌属、志贺氏菌属、致病性埃希氏菌属、假单胞菌属和耶尔森氏菌属，用于将分子毒素-效应蛋白-直接递送至真核宿主细胞
地球微生物研究所安德里亚斯·迪波尔实验室的研究人员现在发现，这种装置的高动态性使细菌能够快速适应消化道不断变化的条件
学分:马克斯·普朗克陆地微生物研究所 一些最著名的人类病原体——从鼠疫耶尔森氏菌到腹泻病原体沙门氏菌——使用微型皮下注射针将致病蛋白质注射到宿主细胞中，从而操纵它们
这根针是所谓的第三型分泌系统(T3SS)的一部分，没有它，大多数病原体不能在体内复制。
直到最近才发现，T3S的大部分并没有牢固地固定在系统的主要部分，而是在运行过程中不断地交换
然而，这一现象的意义仍然不清楚
马克斯·普朗克陆地微生物学研究所安德里亚斯·迪波尔实验室的研究人员现在发现，这种动态行为使细菌能够快速地使注射装置的结构和功能适应外部条件
消化系统:细菌的巨大变化 人类的消化始于口腔和食道中从中性到微碱性的环境，胃酸的加入会在胃中突然变成强酸性——这是许多病原体无法生存的环境
小肠结肠炎耶尔森菌(研究中调查的病原菌)的实际目标是肠道
在这里，酸碱度中性条件恢复
但是细菌是如何快速适应变化的环境的，这是如何控制的？公共卫生
D
这项研究的第一作者，学生斯蒂芬·温米证明了细菌膜中的一种蛋白质可以作为酸碱度的传感器
在与马克斯·普朗克研究所的乌尔里克·恩德斯菲尔德实验室的合作中，他发现这种蛋白质在低酸碱度下变得更加活跃，从而将信号传递给细菌内部的T3SS成分
细菌ⅲ型分泌系统对变化的酸碱度的适应
活性T3SS注射体的示意图
效应蛋白(黑色/蓝色)在单一运输步骤中从细菌输出到宿主细胞
示出了酸碱度传感器蛋白SctD和动态胞质T3SS组分之一SctK的位置
双箭头表示胞质亚单位或亚复合体在胞质和注射体结合状态之间的交换
胃肠系统不同部位的酸碱度范围和典型滞留时间
活性钇的荧光显微照片
表达荧光标记的胞质T3SS组分的小肠结肠炎耶尔森菌(EGFP-SctK)
在细菌经受指示的酸碱度10分钟后拍摄图像
插入物，放大的“红热”色标中的单个细菌
比例尺，2微米
依赖于酸碱度的T3SS活性抑制模型
自上而下:(T3SS进入宿主生物后的组装；胞质成分与胞质池结合和交换
(二)在低酸碱度环境中，防止宿主细胞附着时的效应物易位，因为胞质成分完全是胞质的
(三)在中性身体部位接触宿主细胞时，胞质成分与注射体和效应子易位的再结合
pH传感器蛋白SctD和胞质组分SctK分别用D和K表示
学分:马克斯·普朗克陆地微生物研究所/迪波尔 灵活性防止误点火 在像胃这样的酸性环境中，可移动部件不与装置的其余部分(包括针本身)结合，因此注射系统保持不活动
一旦细菌进入酸碱度中性的环境——就像在肠道中发现的那样——动态蛋白质就会重新组装，这样T3S就可以在这些部位迅速变得活跃——从而可能给感染者带来痛苦
研究人员推测，新发现的效果可能使细菌能够防止分泌系统在错误的环境中消耗能量的“错配”，这甚至可能激活宿主的免疫反应
另一方面，结构的移动性和动态性允许系统在适当的条件下快速重新组装和激活
蛋白质的流动性和交换越来越多地在生命的所有领域的复合体和纳米机器中被发现；然而，这些动态的效用大多不为人所知
马尔堡的新结果展示了蛋白质交换是如何灵活应对外部环境的——这不仅对细菌来说是一个巨大的优势
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