上海科技大学、南开大学与英国伯明翰大学联合研究团队成功解析抗结核一线药物乙胺丁醇靶标蛋白与药物复合物的高分辨率三维结构

发布者:刘丹丹发布时间:2020-10-29浏览次数:15

阿拉伯糖基转移酶EmbAEmbBEmbC参与结核分枝杆菌细胞壁合成,是抗结核药物乙胺丁醇的靶点。本研究使用冷冻电镜和X射线晶体显微技术,成功解析出EmbA-EmbBEmbC-EmbC复合物与自身糖基供体、受体底物以及乙胺丁醇相结合时的结构。这些结构阐明了供体和受体底物在活性位点的结合机制,以及乙胺丁醇的抑制作用机理,首次阐明这个使用了近60年,治愈无数结核病感染者的一线药物的抑制作用机理,并首次揭示了结核分枝杆菌临床耐乙胺丁醇的分子机制

研究结果显示,每个Emb蛋白单体均为含有氨基端15次跨膜螺旋的跨膜区和羧基端可溶区结构域的折叠形式,并且以EmbA-EmbBEmbC-EmbC组成异源或同源二聚体,并首次报道了每个Emb蛋白均在胞内结合一个酰基载脂蛋白AcpM,最终组成EmbA-EmbB-AcpM2/EmbC2-AcpM2蛋白复合物。据悉,这是世界上第一个解析的源于结核分枝杆菌的膜蛋白三维结构,该研究共解析并向蛋白质数据库(protein data bank, PDB)投递5个蛋白质结构坐标,为全世界范围研发设计新型抗结核抑制剂提供可靠的数据支撑。

该研究中冷冻电镜数据在上海科技大学生物电镜平台收集。


(A,B)乙胺丁醇结合方式;(C,D,E)结构叠合发现乙胺丁醇占据底物阿拉伯糖的结合位点(D-siteA0-site)。



文章链接:

Zhang, L., et al. (2020). Structures of cell wall arabinosyltransferases with the anti-tuberculosis drug ethambutol. Science368(6496): 1211-1219