疟疾是一种传染病，通过被疟原虫感染的蚊子叮咬传播给人们。它每年影响2亿多人，而且每年导致近50万人死亡。当被蚊子叮咬时，疟原虫入侵人红细胞，获取红细胞膜的一部分，并在它的自身周围形成一种保护性的区室，即液泡（vacuole）。

 

正常的红细胞过于简单而无法提供足够的营养物来支持活跃生长的疟原虫。侵入红细胞中的每个疟原虫就像是生活在一个空仓库中，必需产生数百种疟原虫“效应”蛋白将红细胞重塑为一个适合生长的家。疟原虫输出蛋白转运体（Plasmodium translocon of exported proteins, PTEX）是将这些疟原虫蛋白运输到红细胞中的蛋白复合物。PTEX起着门卫的作用；若没有它，这些效应蛋白就会被困在液泡中。但是迄今为止，科学家们并不知道PTEX如何参与将这些蛋白运输到红细胞中。

图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0469-4。

 

在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校和华盛顿大学医学院的研究人员在实验室中利用人血液培养疟原虫。他们从这些疟原虫中提取出PTEX，并在零下190摄氏度快速将它冻结。他们利用一种被称作低温电镜（cryoEM）的技术获得PTEX颗粒的图片。也因此，他们首次在原子水平下解析出PTEX的结构。他们发现PTEX是由三个蛋白组成的，像分子机器那样发挥作用。相关研究结果于2018年8月27日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Malaria parasite translocon structure and mechanism of effector export”。论文通信作者为加州大学洛杉矶分校的Z. Hong Zhou和Pascal F. Egea。论文第一作者为加州大学洛杉矶分校的Chi-Min Ho。

 

PTEX中的第一个蛋白是驱动蛋白运输的引擎；它让这些疟原虫效应蛋白解折叠，并让它们穿过PTEX中的剩余两个蛋白。位于中间的一个蛋白就像是一个适配器，将这个引擎连接到最后的一个在形状上类似于漏斗的蛋白上，从而允许将这些效应蛋白运输到红细胞中。

 

Ho说，“当我们收集疟原虫时，它们正处于它们的生命周期的一个特定时刻，在这个时刻，它们活跃地将这些效应蛋白运输到红细胞中。我们高兴地发现未折叠的蛋白被困在PTEX内部。这就为我们直接的证据表明PTEX直接负责运输这些效应蛋白。”

 

随着人们持续地抵抗耐药性性疟原虫的兴起，这些研究人员希望他们的研究结果可能有助于促进开发靶向PTEX的急需新药并阻止它正常地发挥功能。