蛋白質GBP1是人體天然防禦病原體的重要組成部分。 它將細菌和寄生蟲包裹在一層蛋白質外衣中，從而與它們進行鬥爭。 直到最近，這種保護作用背後的機制仍是個謎。 代爾夫特理工大學的研究人員現在已經破解了這種蛋白質的功能。 他們的研究成果發表在Nature Structural & Molecular Biology上，可能為開發新藥和療法鋪路，尤其是針對免疫系統受損的人。

GBP1 蛋白質（藍色和紫色）​​如何附著在細菌（黃色）的薄膜上，電子顯微鏡拍攝的影像放大圖（灰階）。 資料來源：代爾夫特理工大學

鳥苷酸結合蛋白在先天免疫中的作用

生物物理學家Arjen Jakobi 解釋說，鳥苷酸結合蛋白（GBPs）對我們的先天免疫系統至關重要。 “GBP是抵抗細菌和寄生蟲引起的各種傳染病的第一道防線。這類疾病包括痢疾、由沙門氏菌引起的傷寒和肺結核。 這種蛋白質在性傳播感染衣原體和弓形蟲病中也起著重要作用，而弓形蟲病在懷孕期間和對胎兒尤其危險。

GBP1：細菌的外衣

在他們的論文中，Jakobi 和他的同事們首次描述了先天性免疫系統如何利用GBP1 蛋白對抗細菌。 Jakobi研究小組的博士生、文章的第一作者塔妮亞-庫姆（Tanja Kuhm）解釋說：”這種蛋白質在細菌周圍形成了一層外衣。透過拉緊這層外衣，它就能破壞細菌的膜–入侵者周圍的保護層–之後免疫細胞就能清除感染。

解碼GBP 的防禦策略

為了破解GBP 的防禦策略，研究人員使用低溫電子顯微鏡研究了GBP1 蛋白如何與細菌膜結合。 這使他們能夠看到分子尺度的詳細過程。 Jakobi 說：”我們獲得了蛋白質外衣形成過程的詳細三維圖像。桑德-坦斯在AMOLF 研究所的研究小組進行了生物物理實驗，使我們能夠精確地操縱該系統，透過這些實驗，我們成功地破解了抗菌功能的機制。

醫藥應用潛力

這項研究有助於我們更了解人體是如何對抗細菌感染的。如果我們能很好地掌握這一點，並能透過藥物有針對性地活化或停用相關蛋白質，就有可能為加快擺脫某些感染提供機會。

編譯自/ SciTechDaily