化学鱼叉:细菌锚

为了侵入我们的身体，甚至只是在我们的身体上定居，微生物需要能够附着在物体表面，以防止自己被冲走。此前，微生物学家已经发现了细菌的维可牢尼龙搭扣，一种可以与细胞表面可逆地相互作用以帮助微生物附着的粘性物质。

但是现在，圣安德鲁大学的Uli Schwarz-Linek发现了一种全新的粘附系统。这是微生物版的强力胶。它是一种化学实体，与宿主表面形成永久的共价键，将细菌锁定在适当的位置。他向克里斯·史密斯解释说……

Uli -我们感兴趣的是微生物是如何在我们体内安家并附着在我们的组织上的，我们感兴趣的是发现它们实现这一目标的确切机制，因为如果它们不能附着在我们的组织上，它们就会被吞咽或咳嗽冲走。

克里斯:如果我们能理解这些东西是如何起作用的，这可能会给我们设计新的治疗方法提供一个突破口，不是吗?因为我们有可能将这些生物从它们试图附着的表面上移除并分离出来。

乌利-当然!这就是问题的关键。是的。

克里斯:有什么新鲜事吗?因为我们很早就知道这些微生物一定有附着在物体表面的能力，我们知道它们从表面延伸出一些东西，几乎就像微型的分子抓钩，可以附着在物体上。

主要的不同之处在于，以前所知道的微生物是如何与人体组织结合的。如果你用放大倍率仔细观察它，你会发现它看起来有点像魔术贴，它们的小钩子可以在宿主的表面上用环连接在一起。我们最假设的是细菌已经发展出了一种分子工具，一种分子武器，如果你把它和魔术贴相比，它有点像强力胶。您不需要大面积的接触来提供牢固的粘合。但相反，你有一个极强的相互作用，不需要很大的表面。

Chris -这对bug没有潜在的危害吗?因为任何一个用过强力胶的人都知道——是的，当你急着要用它的时候，它可以很好地把鞋跟粘在你的鞋子上，但是如果把它粘在两个相邻的手指上，你就有问题了。这是一次伤亡之旅。这是否会带来一种危险，即微生物可能最终被永久隔离在它们不想待的地方?

说实话，我们不知道。然而，我们所知道的是，我们正在研究的许多细菌也已经找到了解决这个问题的方法，因为它们有工具可以再次切断这种联系。

克里斯-分子是什么，它们是怎么做到的?

Uli——我们研究的一类特殊分子是一种固定在细菌表面的蛋白质，这些是杆状分子。它的尖端包含了我们现在所说的化学鱼叉。它会识别宿主的表面，然后形成化学键。它会发生化学反应，化学反应意味着形成了一种非常牢固的联系，再也不能轻易打破。

Chris -这就是化学家所说的共价键或共价键，对吧?共价键是由什么作用的?涉及哪些化学物质?

是的，这是一个共价键，你所需要的只是蛋白质内部的一个特殊的键，这是真正的起点，这种不寻常的键的发现，我们称之为硫酯。这种硫酯会与其他分子上的特定基团发生反应这些基团，正如我们所发现的，是一种特定氨基酸的侧链这种氨基酸被称为赖氨酸。

Chris -你认为所有的细菌都有这个吗?还是它只是一个子集?

就我们目前所知，它是细菌的一个子集，但它是一个很大的子集。我们只在课堂上发现了这些蛋白质我们称之为革兰氏阳性细菌。

可以这么说，细菌是如何保持粉末干燥的?当它们制造这种粘性极强的化学物质时，它们是如何防止它不小心溅到脸上的呢?所以，换句话说，它不是武装和危险的，直到它被部署到微生物的表面，在正确的环境中，在杆子的末端?

我们还不完全确定这是如何发生的，但我们现在的假设是，要使反应发生，你需要一个非常特定的结合伙伴。如果你把我们的细菌蛋白质和任何其他蛋白质混合，都不会有任何反应。只有当特定的结合对象被找到时，反应才会发生。这究竟是如何发生的，我们还不明白。

克里斯-它是可诱导的吗?微生物能上调或下调它吗?这样他们就能在需要的时候有效地表达出来?

Uli -我认为答案是肯定的，至少对于一些被更好地理解的蛋白质来说是这样。我们非常关注的蛋白质属于一种叫做酿脓链球菌．我们知道我们正在研究的这种化学鱼叉蛋白是由细菌产生的特别是当它们暴露在氧气中时当细菌即将进入人体时。这些细菌特别针对我们喉咙里的扁桃体。