沙門氏菌感染通常由進食或處理未煮熟的肉類或雞蛋引起，每年全世界約有1億人受到感染。感染引起的痛苦 - 腹部痙攣，發燒和腹瀉 - 是細菌與受感染的人體細胞之間極其精確的分子相互作用的結果。在發表在「生物化學雜誌」上的一項新研究中，倫敦帝國理工學院和弗朗西斯克裡克研究所的研究人員報告了一些關於沙門氏菌如何在感染後關閉免疫途徑的細節。
當像沙門氏菌這樣的病原體感染細胞時，細胞會激活一系列信號，最終導致某些基因被啟動以激活保護性免疫反應。一組打開免疫相關基因的蛋白質被稱為NF-κB轉錄因子。然而，沙門氏菌產生了一套自己的蛋白質來阻止這種情況的發生。
「這些（細菌蛋白質）起到分子剪刀的作用，切斷NF-κB轉錄因子，從而破壞受感染細胞的免疫反應，」負責監督工作的帝國研究員特雷莎瑟斯頓說。
這些破壞蛋白，統稱為鋅金屬蛋白酶效應蛋白，對破壞者的作用令人驚訝。在腸道沙門氏菌感染的人體細胞中，存在五種不同類型的NF-κB蛋白，但沙門氏菌效應物僅切割其中三種，而另外兩種不受影響。
「宿主與病原體之間的相互作用非常複雜，」瑟斯頓說。「所以我認為這種選擇性意味著（細菌蛋白質）能夠影響免疫反應的特定臂，同時保持其他手臂不受影響。並且，通過這種方式，它們確實可以微調宿主免疫反應而不是有一個毯子炸彈效應。「
由研究生艾略特詹寧斯長官的瑟斯頓團隊想要了解這些細菌蛋白質如何在分子水準上如此準確地運作。為此，該團隊製作了一個詳細的三維結構，其中一個單獨和與人類NF-kappaB蛋白複合。
他們發現了一種複雜的分子破壞機制。NF-κB轉錄因子通過與特定位置的DNA結合來發揮免疫系統基因的作用。的沙門氏菌效應蛋白採取近似形狀和電荷的DNA骨架的，基本上欺騙NF-κB的蛋白質粘附到它們代替; 一旦發生這種情況，沙門氏菌蛋白會切斷NF-kappaB蛋白。
發生這種情況的精確度 - 僅針對五種NF-κB蛋白中的三種 - 主要取決於細菌效應物與靶向NF-κB蛋白中的單個氨基酸相互作用的方式。
瑟斯頓表示，「只要對氨基酸序列進行一次改變，我們就可以製造出不再能夠切割的目標。」 「反之亦然：在改變一個氨基酸後，（效應器）能夠切割出通常不被靶向的蛋白質。」
換句話說，細菌蛋白質僅基於一種特定氨基酸區分人類蛋白質。
總之，這些研究結果通過仔細打破免疫信號通路中的關鍵分子，使人們對沙門氏菌如何通過人類宿主進行粗暴對比的複雜描述。
瑟斯頓說：「也許一旦我們能夠全面了解細菌如何通過它們的宿主獲得一個，我們可以改變平衡，轉而支持宿主。」 「在沙門氏菌感染的情況下，這可能很重要，因為許多死亡與免疫受損的患者有關。」
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