6月18日，記者從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室、動物醫(yī)學(xué)院申邦教授團(tuán)隊(duì)在人獸共患寄生原蟲——弓形蟲的營養(yǎng)代謝機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)定位于弓形蟲頂質(zhì)體的一類全新的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并解析其生物學(xué)功能，為抗弓形蟲藥物研發(fā)提供了新的靶標(biāo)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
弓形蟲屬于頂復(fù)門，是一種單細(xì)胞真核生物，能夠引起弓形蟲病。該人畜共患病導(dǎo)致孕婦和孕畜流產(chǎn)、畸形胎兒及免疫缺陷病人的死亡，對世界公共衛(wèi)生和動物健康養(yǎng)殖產(chǎn)生巨大威脅。
申邦介紹，作為真核病原微生物，弓形蟲除了擁有真核細(xì)胞典型的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和生物膜系統(tǒng)外，還具有一種獨(dú)特的細(xì)胞器——頂質(zhì)體。頂質(zhì)體擁有活躍而復(fù)雜的代謝活動，幫助蟲體完成胞內(nèi)寄生。它與葉綠體相似，均被認(rèn)為是由“內(nèi)共生”事件演化而來，但與葉綠體相比，它失去了光合作用能力，且擁有4層生物膜結(jié)構(gòu)。該細(xì)胞器是弓形蟲體中重要的代謝場所，其活性對弓形蟲在人和動物體內(nèi)建立感染十分重要，因此被視為抗弓形蟲藥物開發(fā)的良好靶標(biāo)。
領(lǐng)域內(nèi)傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，頂質(zhì)體中的丙酮酸是由PYK2（丙酮酸激酶2）催化PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)產(chǎn)生。申邦團(tuán)隊(duì)通過前期研究發(fā)現(xiàn)：PYK2并非頂質(zhì)體中丙酮酸的主要來源，缺失后并不影響蟲體的生長與毒力，暗示頂質(zhì)體中的丙酮酸供應(yīng)可能主要來自蟲體細(xì)胞質(zhì)。
但頂質(zhì)體擁有4層膜包裹的特殊結(jié)構(gòu)，它如何使丙酮酸從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入其中？尋找能將丙酮酸運(yùn)送到頂質(zhì)體的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是這項(xiàng)研究解決的主要科學(xué)問題。
丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究是代謝領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)研究，科學(xué)家們僅發(fā)現(xiàn)兩類定位于細(xì)胞器的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白——它們分別定位于線粒體和葉綠體。弓形蟲體內(nèi)存在真核細(xì)胞中保守的線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但是沒有與葉綠體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白同源的蛋白。
因此，該研究利用蛋白臨近標(biāo)記技術(shù)篩選潛在的頂質(zhì)體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，最終發(fā)現(xiàn)兩個(gè)定位于弓形蟲頂質(zhì)體膜上的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（APC），通過相互結(jié)合共同發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)胞質(zhì)中丙酮酸進(jìn)入頂質(zhì)體基質(zhì)的功能。借助CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲低APC后，對弓形蟲頂質(zhì)體的完整性及其代謝活性產(chǎn)生重要影響，最終導(dǎo)致蟲體生長停滯。通過序列比對發(fā)現(xiàn)，APC是一類全新的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。APC在蟲體代謝和生長中起關(guān)鍵作用，并且僅存在于弓形蟲等含有頂質(zhì)體的寄生原蟲中，宿主細(xì)胞不編碼同源蛋白。這些特征使其具有成為新型抗寄生蟲藥物靶標(biāo)的潛力。
6月18日，記者從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室、動物醫(yī)學(xué)院申邦教授團(tuán)隊(duì)在人獸共患寄生原蟲——弓形蟲的營養(yǎng)代謝機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)定位于弓形蟲頂質(zhì)體的一類全新的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并解析其生物學(xué)功能，為抗弓形蟲藥物研發(fā)提供了新的靶標(biāo)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
弓形蟲屬于頂復(fù)門，是一種單細(xì)胞真核生物，能夠引起弓形蟲病。該人畜共患病導(dǎo)致孕婦和孕畜流產(chǎn)、畸形胎兒及免疫缺陷病人的死亡，對世界公共衛(wèi)生和動物健康養(yǎng)殖產(chǎn)生巨大威脅。
申邦介紹，作為真核病原微生物，弓形蟲除了擁有真核細(xì)胞典型的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和生物膜系統(tǒng)外，還具有一種獨(dú)特的細(xì)胞器——頂質(zhì)體。頂質(zhì)體擁有活躍而復(fù)雜的代謝活動，幫助蟲體完成胞內(nèi)寄生。它與葉綠體相似，均被認(rèn)為是由“內(nèi)共生”事件演化而來，但與葉綠體相比，它失去了光合作用能力，且擁有4層生物膜結(jié)構(gòu)。該細(xì)胞器是弓形蟲體中重要的代謝場所，其活性對弓形蟲在人和動物體內(nèi)建立感染十分重要，因此被視為抗弓形蟲藥物開發(fā)的良好靶標(biāo)。
領(lǐng)域內(nèi)傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，頂質(zhì)體中的丙酮酸是由PYK2（丙酮酸激酶2）催化PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)產(chǎn)生。申邦團(tuán)隊(duì)通過前期研究發(fā)現(xiàn)：PYK2并非頂質(zhì)體中丙酮酸的主要來源，缺失后并不影響蟲體的生長與毒力，暗示頂質(zhì)體中的丙酮酸供應(yīng)可能主要來自蟲體細(xì)胞質(zhì)。
但頂質(zhì)體擁有4層膜包裹的特殊結(jié)構(gòu)，它如何使丙酮酸從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入其中？尋找能將丙酮酸運(yùn)送到頂質(zhì)體的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是這項(xiàng)研究解決的主要科學(xué)問題。
丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究是代謝領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)研究，科學(xué)家們僅發(fā)現(xiàn)兩類定位于細(xì)胞器的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白——它們分別定位于線粒體和葉綠體。弓形蟲體內(nèi)存在真核細(xì)胞中保守的線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但是沒有與葉綠體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白同源的蛋白。
因此，該研究利用蛋白臨近標(biāo)記技術(shù)篩選潛在的頂質(zhì)體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，最終發(fā)現(xiàn)兩個(gè)定位于弓形蟲頂質(zhì)體膜上的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（APC），通過相互結(jié)合共同發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)胞質(zhì)中丙酮酸進(jìn)入頂質(zhì)體基質(zhì)的功能。借助CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲低APC后，對弓形蟲頂質(zhì)體的完整性及其代謝活性產(chǎn)生重要影響，最終導(dǎo)致蟲體生長停滯。通過序列比對發(fā)現(xiàn)，APC是一類全新的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。APC在蟲體代謝和生長中起關(guān)鍵作用，并且僅存在于弓形蟲等含有頂質(zhì)體的寄生原蟲中，宿主細(xì)胞不編碼同源蛋白。這些特征使其具有成為新型抗寄生蟲藥物靶標(biāo)的潛力。
本文鏈接：我國科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)抗弓形蟲藥物設(shè)計(jì)新靶標(biāo)http://www.sq15.cn/show-2-7036-0.html
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