关注大肠杆菌致病菌 Nature发文提出新机制

许多种**都能产生所谓的纤毛（菌毛）纤维，比如引起尿道感染的大肠杆菌（Escherichiacoli）和引起黑死病的耶尔森氏菌属（Yersiniapestis）等。纤毛纤维是细胞联锁的“积木”筑成的城堡，它们堆叠在一起，使每一“积木”的尾巴都可以恰好镶嵌到下面积木的凹槽中。之前的研究发现两种普通类型的蛋白：陪伴分子和引导分子不知通过什么方式控制着纤维纤维的组装。陪伴分子可以帮助其它蛋白折叠成正确的形状，防止蛋白之间进行相互作用引起问题。而引导分子，正如它们的名字所示，能够确保陪伴分子将蛋白带到正确的地点。但在这种纤毛中，蛋白是如何激发运输的，至今还并不是很清楚。

在这篇文章中，研究人员通过分析尿道感染的大肠杆菌中usher(FimD)的高分辨率晶体结构，发现这种结构与一个转位基质(FimH adhesin)结合——Chaperone-usher (CU)“菌毛”是由一个陪伴分子和一个被称为“usher”的外膜引导分子在外膜上组装成的。研究人员从中发现了一种原始蛋白运输因子的激发机制，这将有助于研制针对1型菌毛形成，和潜在抑制膀胱炎的**。

而另外一种致病性大肠杆菌，即近期的肠出血性大肠杆菌，在深圳华大基因研究院、德国汉堡大学医学院、中国**预防与控制中心和**医学科学院微生物流行病研究所的研究人员的努力之下，揭示德国疫情是由一种新型具有超级毒性的大肠杆菌引起的，该新型菌株携带多种耐***的特异基因，致使其难以**。

研究人员初步组装结果预测的菌株基因组大小为5.2Mb。通过对序列的分析发现该菌株属于血清型O104，但O104型大肠杆菌以前未见引起人类感染大规模爆发的报道。通过进一步比对分析发现该菌株与2002年从中非艾滋病患者腹泻标本中分离的肠侵袭性大肠杆菌55989菌株的同源性超过93%。根据对基因序列的分析结果显示，导致疫情爆发的菌株通过基因水平转移获得了肠出血性大肠杆菌的毒力基因和毒力相关质粒，可能与该菌株强毒性和重症感染有关。

原文摘要：

Crystal structure of the FimD usher bound to its cognateFimC–FimH substrate

Type 1 pili are the archetypal representative of a widespread classof adhesive multisubunit fibres in Gram-negative bacteria. Duringpilus assembly, subunits dock as chaperone-bound complexes to anusher, which catalyses their polymerization and mediates pilustranslocation across the outer membrane. Here we report the crystalstructure of the full-length FimD usher bound to the FimC–FimHchaperone–adhesin complex and that of the unbound form of the FimDtranslocation domain. The FimD–FimC–FimH structure shows FimHinserted inside the FimD 24-stranded β-barrel translocationchannel. FimC–FimH is held in place through interactions with thetwo carboxy-terminal periplasmic domains of FimD, a binding modeconfirmed in solution by electron paramagnetic resonancespectroscopy. To accommodate FimH, the usher plug domain isdisplaced from the barrel lumen to the periplasm, concomitant witha marked conformational change in the β-barrel. The amino-terminaldomain of FimD is observed in an ideal position to catalyseincorporation of a newly recruited chaperone–subunit complex. TheFimD–FimC–FimH structure provides unique insights into the pilussubunit incorporation cycle, and captures the first view of aprotein transporter in the act of secreting its cognatesubstrate.