在Nature Communications 上發(fā)表的一項(xiàng)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(shí)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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