據(jù)在12月13日的《科學(xué)》（Science）雜志上報(bào)道，來自德國馬克斯.普朗克生物物理化學(xué)研究所的科學(xué)家們鑒別了一個(gè)對抗細(xì)菌的潛在新靶點(diǎn)：EF-P因子。EF-P對生成腸出血性大腸桿菌（EHEC）或沙門氏菌毒力必需的蛋白質(zhì)起至關(guān)重要的作用。研究結(jié)果表明，用藥物阻斷EF-P可以削弱致病細(xì)菌的適應(yīng)性，有可能促成新一代的特效抗生素，對抗耐藥病原體引起的感染。

　　多藥耐藥菌仍然是全球醫(yī)院和療養(yǎng)院關(guān)注的一個(gè)重要問題。醫(yī)院中的細(xì)菌對于患者構(gòu)成了重大的風(fēng)險(xiǎn)：據(jù)德國RobertKoch研究所統(tǒng)計(jì)，每年僅在德國就有多達(dá)60萬人接觸到細(xì)菌感染；1.5萬人死于感染。越來越多的病例由多藥耐藥病原體引起。這些細(xì)菌已對最常用的抗生素產(chǎn)生耐藥性。當(dāng)前細(xì)菌耐藥性的傳播令人感到震驚，尋找新抗菌劑正變得日益迫切。

　　Marina Rodnina領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)家們，發(fā)現(xiàn)了新一代抗生素的一個(gè)有潛力的新靶點(diǎn)：一種稱作延伸因子P（elongationfactorP，EF-P）的細(xì)菌蛋白。缺乏EF-P的腸道細(xì)菌，例如大腸桿菌（E.coli）或沙門氏菌適應(yīng)性減弱，毒力也不如平常。然而，到目前為止對于EF-P的確切功能仍不是很清楚。

　　耶魯大學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主Tom Steitz在結(jié)構(gòu)研究中揭示了EF-P結(jié)合細(xì)胞蛋白質(zhì)工廠——核糖體的機(jī)制。核糖體根據(jù)儲存在基因中的藍(lán)圖將氨基酸組裝成蛋白質(zhì)。“耶魯大學(xué)研究組的研究表明EF-P可以影響細(xì)菌中的蛋白質(zhì)生成。Marina Rodnina表示，沒有EF-P，大多數(shù)蛋白質(zhì)無法合成。

　　帶著這些想法，年輕的科學(xué)家Lili Drfel和Ingo Wohlgemuth開始著手“大海撈針”。他們系統(tǒng)地尋找了在EF-P幫助下形成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，由此發(fā)現(xiàn)了這一模式：包含兩個(gè)以上串聯(lián)脯氨酸殘基的蛋白質(zhì)在EF-P存在的情況下才能有效生成。“富含脯氨酸的蛋白質(zhì)不僅對于細(xì)菌的生長極為重要，它們還形成了危險(xiǎn)武器，沙門氏菌或腸出血性大腸桿菌EHEC利用這些武器來攻擊人類細(xì)胞，”Wohlgemuth解釋說。在總共4000種大腸桿菌蛋白質(zhì)中，有大約270種包含這一類型的氨基酸模式。研究結(jié)果顯示EF-P確實(shí)是這些蛋白質(zhì)生成的重要輔助因子。此外，這一因子被發(fā)現(xiàn)存在于迄今研究的所有細(xì)菌中。

　　除了細(xì)胞壁合成和遺傳材料復(fù)制，蛋白質(zhì)生成是常用抗菌劑的一個(gè)重要靶標(biāo)。多藥耐藥菌株數(shù)量的日益增多，使得尋找新治療變得更為迫切。

　　“在人類細(xì)胞中確實(shí)存在與EF-P相似的一種因子，然而其許多重要的特征不同于它的細(xì)菌相似物。因此，EF-P代表了一種有前景的新靶點(diǎn)，在無需抑制我們自身細(xì)胞中蛋白質(zhì)生成的情況下對抗多藥耐藥病原體，”Rodnina解釋說。馬克斯·普朗克研究所的研究人員希望，EF-P以及細(xì)菌細(xì)胞中調(diào)控EF-P活性的蛋白質(zhì)可以成為新一代非常特異性的有效抗生素的靶點(diǎn)。

DOI: 10.1126/science.1229017
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EF-P Is Essential for Rapid Synthesis of Proteins Containing Consecutive Proline Residues

Lili K. Doerfel1,*, Ingo Wohlgemuth1,2,*, Christina Kothe1, Frank Peske1, Henning Urlaub2,3, Marina V. Rodnina1,†

　　Elongation factor P (EF-P) is a translation factor of unknown function which has been implicated in a great variety of cellular processes. Here, we show that EF-P prevents ribosome from stalling during synthesis of proteins containing consecutive prolines, such as PPG, PPP, or longer proline strings in natural and engineered model proteins. EF-P promotes peptide bond formation and stabilizes the peptidyl-tRNA in the catalytic center of the ribosome. EF-P is posttranslationally modified by a hydroxylated β-lysine attached to a lysine residue. The modification enhances the catalytic proficiency of the factor, mainly by increasing its affinity to the ribosome. We propose that EF-P and its eukaryotic homolog, eIF5A, are essential for the synthesis of a subset of proteins containing proline stretches in all cells.