德国电子同步加速器 基质结合针复合体的非对称冷冻电镜(C1)重建(左)，其垂直截面穿过中心(右)，揭示了整个易位通道中以品红色显示的基质
左上图是在细菌内膜和外膜中注射并与宿主细胞膜接触的针复合体的示意图(HCM)
NC:针复合体，SP:分拣平台，OR:外环，IR:内环
本图和所有其他图中使用了以下颜色:PrgH1-24:深紫色(hex color #6d58ab)、PrgK1-24:软红色(#dc888d)、InvG1-15/16:深青色(#5f919c)、SpaQs:黄色(SpaQ1 #FFFF99、SpaQ2 #FFFF66、SpaQ3 #FFCC66、SpaQ4 #CCCC99)、SpaPs:蓝色(SpaP1 #99CCFF、SpaP2 #66CCFF)
显示出口设备和基底的C1地图的俯视图和仰视图
灯丝、内棒和出口装置部件的低温电磁图
已移除空间P1，以帮助可视化基底
研究人员首次揭示了注射器状的第三型分泌系统中的革兰氏阴性菌的作用
在发表在《自然通讯》上的这项研究中，DESY大学CSSB结构系统生物学中心的托马斯·马洛维茨小组对沙门氏菌等致病菌如何感染人类细胞提供了新的见解
据研究人员称，在分子水平上观察这一点有助于我们进一步理解宿主-病原体的相互作用，并有助于开发治疗细菌感染和其他疾病的新疗法
为了感染人类宿主，许多革兰氏阴性菌如沙门氏菌或鼠疫菌依赖于第三型分泌系统，也称为注射体
每个细菌都有几个从其表面伸出的注射器状注射体
顾名思义，注射体负责将细菌蛋白质注入人体细胞
一旦进入细胞，这些细菌蛋白就会侵入细胞组织，帮助确保感染的传播
几年来，马洛维茨小组一直在研究注射体针复合体的分子机制
“针复合体是一个圆柱形结构，代表了注射体最突出的部分，”马洛维茨解释说
“它为细菌蛋白质提供了从细菌细胞质穿过几层膜直接进入人体宿主细胞的顺畅通道
" 事实上，据报道，多达60种细菌蛋白质可以在一秒钟内穿过针复合体
虽然这种快速的分泌速度对细菌有利，但它阻碍了研究人员观察和理解这一重要过程的能力
该研究的主要作者之一西恩·米莱蒂克解释说:“为了帮助克服这一挑战，我们用一种方法将一种单一的细菌蛋白质截留在针复合体中。”
米莱克的同事吉里·沃尔德随后利用CSSB的低温电子显微镜捕捉到了针复合体内部蛋白质细微运动的高分辨率图像
基质截留型电致发光元件、内棒(PrgJ)和螺旋灯丝的前六个PrgI子组件的模块化装配
单个蛋白质组分显示在下面的虚线框中
SptP3x-绿色荧光蛋白以洋红色显示
b左侧:去除了SpaP1、PrgJ1-2和PrgI1的EA视图，底物转移路径显示为白色表面
右图:显示了易位路径的四个离散部分(入口、通道、心房和隧道)，电磁密度对应于基质(阈值:0
015)
右框:放大突出显示残留物表面，形成围绕入口和通道的亲水和疏水阶梯
绿色:亲水；白色:中性；金:疏水
高分辨率图像不仅为针复合体的结构提供了新的见解，还证实了其出口装置作为入口的重要作用
研究小组的德克·法伦坎普解释说:“电子探针的结构元件同时起着闸门和导向器的作用，将细菌蛋白质吸引并导向针尖。”他根据这些图像构建了针复合体的原子模型
最终，理解和可视化细菌以原子分辨率侵入人类细胞的分子机制对于开发能够以靶向和智能方式对抗感染的新疗法至关重要
“虽然这些结果丰富了我们对三型分泌系统的理解，但这项研究也值得注意，因为它确实是一项集体努力，”马洛维茨解释说
“这篇论文的四位第一作者不仅贡献了他们自己的重要专业知识，而且低温电磁设备的合作努力和CSSB媒体厨房的支持对这项研究的成功至关重要
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