Inhibiting heme piracy by pathogenic Escherichia coli using de novo-designed proteins

大肠杆菌 血红素 大肠杆菌蛋白质类 细菌蛋白 化学 致病性大肠杆菌 生物 微生物学 计算生物学 细菌 遗传学 生物化学 基因
作者
Daniel Fox,Kazem Asadollahi,Imogen Samuels,Bradley A. Spicer,Ashleigh Kropp,Christopher J. Lupton,Kevin Lim,Chunxiao Wang,Hariprasad Venugopal,Marija Dramićanin,Gavin J. Knott,Rhys Grinter
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-025-60612-9
摘要

Iron is an essential nutrient for most bacteria and is often growth-limiting during infection, due to the host sequestering free iron as part of the innate immune response. To obtain the iron required for growth, many bacterial pathogens encode transporters capable of extracting the iron-containing cofactor heme directly from host proteins. Pathogenic E. coli and Shigella spp. produce the outer membrane transporter ChuA, which binds host hemoglobin and extracts its heme cofactor, before importing heme into the cell. Heme extraction by ChuA is a dynamic process, with the transporter capable of rapidly extracting heme from hemoglobin in the absence of an external energy source, without forming a stable ChuA-hemoglobin complex. In this work, we utilise a combination of structural modelling, Cryo-EM, X-ray crystallography, mutagenesis, and phenotypic analysis to understand the mechanistic detail of this process. Based on this understanding we utilise artificial intelligence-based protein design to create binders capable of inhibiting E. coli growth by blocking hemoglobin binding to ChuA. By screening a limited number of these designs, we identify several binders that inhibit E. coli growth at low nanomolar concentrations, without experimental optimisation. We determine the structure of a subset of these binders, alone and in complex with ChuA, demonstrating that they closely match the computational design. This work demonstrates the utility of de novo-designed proteins for inhibiting bacterial nutrient uptake and uses a workflow that could be applied to integral membrane proteins in other organisms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哈哈哈发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
mw完成签到,获得积分10
1秒前
ywindm完成签到,获得积分10
2秒前
沉默毛巾完成签到,获得积分10
2秒前
橘子汽水发布了新的文献求助10
2秒前
学术乌龟完成签到,获得积分10
2秒前
yibo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
迷路雁发布了新的文献求助10
6秒前
bosco完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
浮浮世世完成签到,获得积分10
9秒前
xmhxpz完成签到,获得积分10
9秒前
在水一方应助galioo3000采纳,获得10
11秒前
11秒前
G浅浅完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Au_应助动人的酸奶采纳,获得10
17秒前
圆红完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
纯洁的彦祖完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
qqbb完成签到,获得积分20
19秒前
20秒前
yy完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
怡然绯完成签到 ,获得积分10
22秒前
OvO_OwO完成签到 ,获得积分10
22秒前
galioo3000发布了新的文献求助10
24秒前
xkkk发布了新的文献求助10
24秒前
lxy发布了新的文献求助10
25秒前
qqbb发布了新的文献求助10
25秒前
英俊的铭应助青塘龙仔采纳,获得10
26秒前
田様应助勤劳的小蜜疯采纳,获得10
26秒前
香蕉觅云应助Clay采纳,获得10
26秒前
肉肉完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7186754
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8824833
关于积分的说明 18633397
捐赠科研通 6817514
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3173703
关于科研通互助平台的介绍 2323319
邀请新用户注册赠送积分活动 2148101