细菌如何附着于纤维在肠道

纤维素是植物细胞壁的主要构建块，其由连接在一起成为实心纤维分子。对于人类来说，纤维素不易消化，且多数肠道细菌的缺乏分解纤维素所需的酶。

然而，人的肠道样品中检测到从纤维素降解菌R. champanellensis最近的遗传物质。肠道细菌定植是人体生理必需的，并了解肠道细菌如何坚持纤维素拓宽了我们的微生物的知识及其对人体健康的关系。

所研究的细菌使用的支架蛋白和酶的细胞外壁，被称为纤维素酶网络的一个复杂的网络，将附加到和降解纤维素的纤维。这些纤维小体网络由相互作用的蛋白质的家庭在一起。

特别感兴趣的是负责的多纤维素酶网络锚定到细胞壁的黏结坞因子相互作用。这种互动需要承受剪切力，在体内附着于纤维。这个重要的功能促使研究人员在详细研究如何锚固复杂响应机械力。

通过使用单分子原子力显微镜的组合，单分子荧光和分子动力学模拟，巴塞尔和苏黎世联邦理工学院与来自慕尼黑大学和奥本大学的合作者一起大学的迈克尔·纳什教授研究了如何在复杂的光刻胶外力。

两个结合模式使细菌坚持下流动表面

他们能够表明，复杂的展品罕见的行为称为双重结合模式，在蛋白形成两种不同的方式复杂。研究人员发现，两个结合模式具有非常不同的机械性能，与大约200 piconewtons的低力，另一个具有更高的稳定性打破力只在600个piconewtons一个破。

进一步的分析表明，蛋白复合物显示一个行为被称为“捕获键”，这意味着作为力斜坡上升的蛋白质相互作用变得更强。这种相互作用的动力学被认为允许细菌附着于纤维素剪切应力下并释放复杂响应于新的底物或探索新的环境。

“我们清楚地观察到双结合模式，但可以在自己的生物学意义，只是推测，我们认为细菌可能会通过修改蛋白质控制的结合模式的偏好。这将允许从低根据环境切换到高粘合状态，”纳什教授解释说。

通过对这种自然吸附机构脱落光，这些发现设置了舞台的表现出类似的行为，但结合疾病靶点人造分子机制的发展。这样的材料可以具有在基于生物医学应用超强力胶水或剪切增强体内治疗纳米颗粒的结合。 “现在，我们很高兴能回到实验室，看看有什么棍棒，”纳什说。

资源 University of Basel. "How bacteria adhere to fiber in the gut: Molecular mechanics of bacterial superglue." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200828115357.htm>.