布氏錐蟲（Trypanosoma brucei） - 一種在非洲熱帶地區(qū)引起昏睡病的昆蟲傳播的真核寄生蟲 - 是一組被稱為kinetoplastids的單細胞生物的最著名的代表。屬于該群體的物種對人和其他哺乳動物中的許多潛在致命感染負責，這些感染難以有效治療。其中包括錐蟲T. cruzi ，一種在南美洲大部分地區(qū)特有的病原體。最近一項研究揭示，在T.brucei中存在一種必需的細胞內信號傳導途徑。這一發(fā)現為針對寄生蟲引起的感染的特異性療法開發(fā)提供了希望。調查結果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

（圖片來源： Sabine Bachmaier）

蛋白激酶A（PKA）是一種在植物以外的幾乎所有有核（真核）生物中發(fā)現的酶，它在細胞對外部信號的反應中起著至關重要的作用。在幾乎所有的真核生物中，PKA的酶活性依賴于分子cAMP的結合，cAMP與蛋白質的調節(jié)亞基結合。 PKA對于Kinetoplastida的存活也是必不可少的，因為它已被證明可以靶向細胞分裂，細胞運動和發(fā)育。然而，所有努力證明cAMP和PKA活動之間的聯系都失敗了。 “多年來我們已經知道，布氏錐蟲中發(fā)現的PKA不能被cAMP激活，但已發(fā)表的文獻中有一些相互矛盾的報道，”作者解釋說。

在該研究中，研究人員開發(fā)了一項測試，使他們能夠檢測活體錐蟲細胞中的PKA活性。與他們早期的試管實驗一樣，他們發(fā)現當通過化學或遺傳手段改變細胞內cAMP水平時，PKA活性沒有變化。 “根據我們的實驗數據，我們與一家為一家小公司工作的化學家合作，測試了一系列化學化合物，我們已經確定這些化合物可能是激酶的替代調節(jié)劑，”作者說。該搜索鑒定了許多能夠激活典型體型PKA的候選分子。 “然后我們從這一組中選擇了最有效的候選者，并通過適當改變其化學結構來優(yōu)化其性能，”Boshart說。通過這種方式，我們獲得了一種化合物，它可以作為酶的特異性和高效活化劑。“

借助于3-D結構分析，他們繼續(xù)表明，活化劑與調節(jié)亞基中的錐蟲酶結合，cAMP與其他真核生物的PKAs結合。然而，結合口袋的詳細結構在兩種蛋白質之間不同。這些差異只涉及兩到三個氨基酸取代，但這些變化足以確保cAMP不再適合 ，而合成的替代品可以整齊地填充空腔。

利用這些替代活化劑，可用于探測PKA在Kinetoplastida中的功能并鑒定酶的靶蛋白。此外，從治療的觀點來看，結果非常令人感興趣。通過適當的修飾，寄生蟲特異性激活劑可能轉化為錐蟲PKA的抑制劑，而不影響哺乳動物宿主酶的功能。

資訊出處：Parasitology: Exotic signaling mechanism in pathogens

原始出處：Sabine Bachmaie et al. Nucleoside analogue activators of cyclic AMP-independent protein kinase A of Trypanosoma. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-09338-z