Nature：中国学者连发两篇《自然》论文 聚焦脂多糖

脂多糖LPS是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分之一，主要由 lipid A，核心多糖和O-抗原三部分组成。对于绝大多数革兰氏阴性菌来说，脂多糖有着至关重要的作用。它能为这些细菌提供保护，帮助它们抵御恶劣的环境和外界的毒素（包括抗生素）。当细菌入侵人体时，LPS会作为重要的抗原分子，引起机体的免疫反应。可见，这种物质对于人体的免疫应答也是很重要的。

日前，《自然》（Nature）同时发表了两项中国学者的研究，这两篇文章不约而同的解析了脂多糖转运的分子基础，并得到了颇为一致结论。脂多糖需要从细菌的内膜运送到外膜，这一过程主要由跨膜的蛋白复合体介导。该复合体含有七个脂多糖转运蛋白（LptA–LptG），不过迄今为止人们还不清楚这个复合体的具体作用机制。

在第一项研究中，中国学者向人们展现了沙门氏菌（Salmonella typhimurium）的脂多糖易位子，获得了 LptD–LptE 复合体的完整晶体结构。文章的通讯作者是中山大学第一附属医院的王文见（Wenjian Wang）与英国 East Anglia大学的董长江（Changjiang Dong，音译）。研究显示，LptD形成了一个含26段折叠的β-桶状结构，这也是已知的最大β-桶状结构。而LptE形成了一个卷，插入到LptD的桶状结构中。研究人员通过结构数据、分子动力学模拟和功能分析指出，脂多糖中的亲水O-抗原和核心多糖可以穿过上述桶状结构，而lipid A能通过LptD上的开口（位于β1和β26之间）插入到细菌外膜。

在第二项研究中，来自于中科院生物物理研究所的黄亿华（Yihua Huang）研究员带领研究团队解析了福氏志贺氏菌（Shigella flexneri）110KD LptD–LptE 膜蛋白复合物的晶体结构，获得了2.4埃的分辨率。这项研究中的 LptD–LptE 结构也呈现出“桶”与“插头”的模式。此外研究人员还指出，脯氨酸残基使两个β折叠发生扭曲，在“桶”壁上形成了潜在入口。

这两项研究不仅有助于人们进一步理解细菌的外膜组成，也有助于开发新药，解决日益严重的多重耐药菌。

原始出处：

Haohao Dong, Quanju Xiang, Yinghong Gu, Zhongshan Wang, Neil G. Paterson, Phillip J. Stansfeld, Chuan He, Yizheng Zhang, Wenjian Wang & Changjiang Dong. Structural basis for outer membrane lipopolysaccharide insertion. Nature, 18 June 2014;

Shuai Qiao, Qingshan Luo, Yan Zhao, Xuejun Cai Zhang & Yihua Huang. Structural basis for lipopolysaccharide insertion in the bacterial outermembrane. Nature, 18 June 2014;