结核杆菌重要蛋白的结构研究文献综述

 2022-12-06 16:57:18

拟研究问题：分之结核杆菌VapBC1蛋白的结构及功能研究。

研究手段：通过基因扩增、重组质粒构建、转化及涂布平板筛选表达菌株，大肠杆菌培养及蛋白诱导表达，然后利用超声波破碎、亲和层析、离子交换色谱，凝胶排阻色谱等一系列技术纯化目的蛋白，并进行晶体筛选，晶体进一步利用X射线衍射法收集衍射数据，为下一步解析蛋白质三维结构做准备。

文献综述：

结核分枝杆菌VapBC1蛋白的结构初步研究

摘要

结核分枝杆菌是引起结核病的病原菌，可侵犯全身器官，目前结核分枝杆菌的多重耐药性已成为防治结核病的三大难题之一[1]。目前，随着双向电泳, 质谱技术和生物信息学等蛋白质组学技术的发展和运用, 结核杆菌的研究重点转向了蛋白质组学[2]。本课题主要研究内容是结合分枝杆菌VapC毒素对生长的抑制以及VapB对其中和作用，本文将会重点介绍VapBC表达、纯化及结构解析。

关键词

结核杆菌，VapBC蛋白，结构解析，生长抑制作用

（一）结核分枝杆菌的研究概况

结核病由结核杆菌所引发，而且在现有医学条件下难以治愈。由于结核杆菌具有结构复杂的细胞壁，针对结核杆菌的药物研发具有一定的特殊性。目前，对于结核杆菌感染性及抗免疫性的研究主要集中在细胞壁、信号转导、代谢通路等方面。

1.结核杆菌细胞壁的研究概况

细胞壁成分是调节结核菌持续感染的重要因素[4]，细胞壁合成相关的通路也是抗结核药物研究的热点[3] 。复旦大学陈淑丹等人对结核杆菌细胞壁进行了生物信息学分析，共筛选到115个保守药靶基因，其中46%与分枝酸合成相关，38%参与脂多糖、阿拉伯半乳聚糖和肽聚糖合成途径[5]。根据目前的研究结果，关于结核杆菌感染比较典型的调控基因主要有alpha;-分枝菌酸环丙烷环生物合成所必需的pcaA基因，编码海藻糖合成酶的treS以及异烟肼的作用靶标、分枝酸合成途径相关的-Rv1484靶点 [4]。

2.结核杆菌信号转导的研究概况

我们对决定结核杆菌在宿主体内适应性的遗传机制还了解尚少，但是研究表明，对于结核杆菌来说，最合适的监管系统是双组分信号传导和Sigma因子的编码[6]。双组分调控系统由组氨酸激酶感受器和相关的胞质反应调节器组成，它们能够调节结核菌基因的表达，使其适应环境的变化[4]。Sigma因子在结核杆菌的生存中起着关键作用，它主要包括SigF，SigH，SigE三种类型。 SigF与RNA聚合酶结合形成一种全酶，在应急环境下能调控多种基因的表达，SigH与结核杆菌RNA聚合酶的beta;亚基结合，参与氧化和热应力反应，SigE基因的表达对结核杆菌在巨噬细胞和毒性环境下的生长有重要作用，这三种Sigma因子都能在极端环境下诱导基因的表达[7,8,9]。

3.结核杆菌代谢通路的研究概况

大量研究揭示,结核菌的代谢通路明显地适应宿主巨噬细胞的环境[4]。这与代谢通路的变化有密切关系。调节代谢比较重要的基因包括调节乙醛酸循环的icl, gcvB,和调节硝酸盐呼吸的narGHJI, narK2, narX。本文要介绍的VapBC蛋白则是通过抑制结核杆菌生长逃避宿主免疫，为生存提供条件。

（二）VapBC蛋白的研究概况

VapBC家族属于位于Mtb染色体上的47个毒性-抗毒性模块[10]，这些毒性-抗毒性系统是一种双顺反子基因，能编码稳定的毒素和不稳定的抗毒素，以此保护细胞免受毒性作用的影响[11]。VapBC模块被归类与和糖核酸酶，这样归类的依据是它们出现在预测中的和糖核酸酶PIN区域[12]。

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