一种新的抗菌药物靶标蛋白质(3，4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸合成酶)的克隆、表达、纯化及酶活性鉴定

[目的]核黄素( vitamin B12,riboflavin)是辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)和黄素单核苷酸(flavin mononucleotide,FMN)的前体物,对生物体的生物合成至关重要.如果细菌不能够从外界摄取足够的黄素( flavin)就需要自身合成核黄素以维持菌体的生存与增殖.3,4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸合成酶(3,4-Dihydroxy-2-butanone-4-phosphate synthase,DHBPs)为核黄素生物合成途径中关键酶之一.在镁离子存在的情况下,DHBPs将5-磷酸核酮糖(ribulose-5 -phosphate,Ru5P)转换成3,4-二羟基-2-丁酮4-磷酸(3,4-dihydroxy-2-Bu-tanone-4-Pho-sphate,DHBP)和甲酸盐(formate),生成的DHBP为核黄素合成的必需原料之一.人类没有合成核黄素的相关途径,因此细菌参与合成核黄素的DHBPs等相关酶就有望成为抗菌药物作用的靶位点.本课题通过对肺炎链球菌的DHBPs进行克隆表达纯化与酶学性质鉴定,为开展其三维结构的解析和抗菌药物设计提供重要的工作基础.[方法]利用PCR技术扩增DHBPs基因,构建重组表达载体pW28-DHBPs.将其转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21( DE3)中表达,用Ni离子亲和层析及离子交换(DEAE)纯化获得有活性的DHBPs后,进行酶学性质鉴定.[结果]酶切和测序证实成功构建了质粒pW28-DHBPs,在E.coli BL21中表达了可溶性DHBPs,纯化后获得了纯度为95％的靶蛋白质,经分子筛分析DHBPs在溶液中以二聚体形式存在.对DHBPs进行酶学性质分析表明,在25℃、pH为7.5和Mg2+存在的情况下,DHBPs具有将5-磷酸核酮糖转换成DHBP和甲酸盐的活性.[结论]第一次成功克隆并在E.coli BL21中表达了一种肺炎链球菌合成核黄素的相关酶—DHBPs,纯化后的重组DHBPs具有较好的5-磷酸核酮糖分解活性,这为解析其三维结构和基于结构进行的新一代抗菌药物设计提供重要的工作基础.     

肺炎链球菌假想蛋白SPD0873的表达纯化及保守性分析

目的通过构建原核表达载体,获得纯化的肺炎链球菌S．pn重组假想蛋白SPD0873,并制备多克隆抗体,进一步分析其在常见S．pn菌株中的保守性。方法分离培养D39型肺炎链球菌,获取其基因组DNA。利用PCR方法扩增去除信号肽的spd0873序列,采用基因体外重组法将spd0873序列克隆到原核表达载体pET-32（a）内,测序鉴定。将重组质粒转化到E．coli Rossetta（DE3）中,经IPTG诱导大量表达融合6个组氨酸标签的SPD0873重组蛋白,经Ni—NTA树脂纯化后,获得的重组蛋白用SDS—PAGE和Western印迹鉴定;将鉴定后纯化的蛋白免疫BALB／C小鼠制备多克隆抗体,并用间接ELISA检测多克隆抗体的效价,Western印迹方法分析多克隆抗体的特异性,同时,鉴定该蛋白在5种常见肺炎链球菌分离株的保守性。结果克隆的spd0873序列与GenBank中的数据相符,并实现了SPD0873蛋白高水平的可溶表达。纯化蛋白免疫BALB／C小鼠获得高滴度、高特异性的的多克隆抗体,Western印迹验证SPD0873蛋白在5株常见肺炎链球菌菌株中均有表达。结论成功制备了高滴度、高特异性的SPD0873蛋白多克隆抗体,同时,检测到SPD0873蛋白在5种常见的肺炎链球菌菌株中非常保守,为研究该蛋白的生物学功能及肺炎链球菌多肽联合疫苗的研制奠定了基础。     

重组肺炎链球菌甘油脱氢酶活性及晶体培养的初步分析

甘油脱氢酶能够氧化胞内甘油为代谢活动提供能量,并参与调控与宿主粘附相关细菌蛋白质的表达,是潜在的抗菌药物靶点. 本文利用大肠杆菌BL21原核表达肺炎链球菌甘油脱氢酶,获得大量上清表达的目的蛋白. 再用Ni-NAT亲和层析、DEAE离子交换层析以及Superdex 200分子筛进行纯化. 经数据拟合,证实该酶在溶液中以同源二聚体形式存在. 光谱实验证实该重组表达甘油脱氢酶仍具有氧化甘油生成1, 3-二羟基丙酮的活性. 用Hampton试剂盒初筛晶体及棋盘法优化晶体,在0.1 mol/L Bicine PH 9.6,13% PEG MME 5000,0.2 mol/L KSCN,4% Dioxone条件下,得到了晶型好且有一定衍射能力的单晶,为解析肺炎链球菌甘油脱氢酶的三维结构及研究结构与酶活之间的关系奠定了基础.     

组氨酸激酶(YycG)在筛选肺炎链球菌抑制剂中的应用

为了获得具有体外活性的肺炎链球菌组氨酸激酶YycG并利用其筛选寻找新的抑制剂。原核表达组氨酸激酶YycG的激酶功能域,经SDS-PAGE,Western blot鉴定及镍层析柱纯化后,采用激酶试剂盒检测其激酶活性;利用对其激酶活性的抑制作用从105种候选化合物中筛选有效的抑制剂,并通过实验验证抑制剂的抗菌作用。原核表达得到约35 kDa的目的蛋白激酶域片段YycG′,其纯度达 95 %,并具有体外水解ATP的激酶活性;利用其活性筛选得到数种不同抑制效果的小分子化合物,且体外验证具有较好的抑菌效果。通过肺炎链球菌组氨酸激酶YycG活性筛选找到的小分子抑制剂可为进一步研发与该菌相关的药物或消毒剂提供基础。     

血清和支气管肺泡灌洗液GM试验对非粒细胞缺乏患者不同类型肺曲霉病的诊断价值分析CSCD

目的探讨血清和支气管肺泡灌洗液(BALF)GM试验在不同类型肺曲霉病中的诊断价值,并确定BALF GM试验对常见肺曲霉病的最优cut-off值。方法收集2017年1月至2021年3月在重庆医科大学附属第一医院诊断为肺曲霉病且同时送检过血清和BALF GM试验的非粒细胞缺乏患者资料146例,其中侵袭性肺曲霉病(invasive pulmonary aspergillosis,IPA)97例,慢性肺曲霉病(chronic pulmonary aspergillosis,CPA)39例,变应性支气管肺曲霉病(allergic bronchopulmonary aspergillosis,ABPA)10例;并随机选取132例同时期患有其他类型肺部疾病者作为对照组。统计分析血清和BALF GM试验对不同类型肺曲霉病的诊断性能。结果在非粒细胞缺乏患者中,BALF GM试验对IPA和CPA诊断的最优cut-off值分别为1.0和0.91,敏感性分别为74.2%和74.4%,特异性分别为83.3%和81.1%,但对ABPA的诊断作用有限(AUC=0.648);在cut-off值为0.5时,血清GM试验对IPA和CPA的诊断敏感性分别为41.2%和10.3%,对ABPA的诊断价值较差(AUC<0.5)。结论在非粒细胞缺乏患者中,BALF GM试验对IPA和CPA的诊断均有良好辅助诊断作用,但对ABPA的诊断作用有限;血清GM试验对IPA和CPA的诊断敏感性较低,对ABPA的诊断价值更差。