在Nature Communications 上發(fā)表的一項新研究中，來自路易斯安那州立大學(xué)化學(xué)系的王拓副教授和他的研究團(tuán)隊揭示了真菌細(xì)胞壁的分子結(jié)構(gòu)和對壓力的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，有助于開發(fā)針對細(xì)胞壁的抗真菌藥物成分。
威脅生命的真菌感染每年影響全球數(shù)百萬人的健康。由于市售藥物的功效有限，對新型抗真菌化合物的需求正在上升。
Wang 研究小組研究了真菌多糖的結(jié)構(gòu)動力學(xué)及其對細(xì)胞壁應(yīng)激的反應(yīng)。具體而言，該團(tuán)隊檢查了煙曲霉的細(xì)胞壁，煙曲霉是一種真菌病原體，可在免疫功能低下的個體中引起危及生命的疾病。
該研究團(tuán)隊將其在固態(tài)核磁共振波譜方面的專業(yè)知識與使用煙曲霉的多個突變體的功能基因組學(xué)方法相結(jié)合，每個突變體一次選擇性地消除一種類型的結(jié)構(gòu)碳水化合物。
“這種研究策略使我們能夠通過跟蹤去除成分后細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的變化來評估每種主要碳水化合物的結(jié)構(gòu)作用，”Wang 說。“光譜方法使用完整的真菌細(xì)胞壁提供了多糖和相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子分辨率，沒有任何可能擾亂這些生物分子天然狀態(tài)的處理。”
這些數(shù)據(jù)導(dǎo)致了真菌細(xì)胞壁組織和五類多糖組裝的修訂模型的發(fā)展，包括幾丁質(zhì)、β-葡聚糖、甘露聚糖、α-葡聚糖和半乳糖氨基半乳聚糖。研究結(jié)果證實了 α-葡聚糖在細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)中的一個被忽視但突出的作用。突變體產(chǎn)生更硬、更防水的細(xì)胞壁以提供更好的保護(hù)，這可能是這些微生物用來處理壓力的一般機(jī)制。
該研究涉及與法國巴斯德研究所、希臘克里特大學(xué)以及中國廣西科學(xué)院和中國科學(xué)院的科學(xué)家進(jìn)行跨學(xué)科合作。參與這項研究的科學(xué)家們還利用了位于佛羅里達(dá)州塔拉哈西的國家科學(xué)基金會國家高磁場實驗室的儀器。
“既然我們揭示了真菌用來應(yīng)對細(xì)胞壁缺陷的結(jié)構(gòu)原理，現(xiàn)在是時候探索真菌如何重建這種碳水化合物裝甲以在抗真菌治療和惡劣環(huán)境中生存，”王說。
他們的發(fā)現(xiàn)和方法可能開辟一條新的研究途徑，在許多不同的致病真菌物種中觀察這些復(fù)雜的生物材料，并評估新型抗真菌分子的作用模式，這將有助于對抗侵襲性真菌感染。
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