定量蛋白质组分析蚯蚓血红蛋白样蛋白MSMEG_3312介导的分枝杆菌耐红霉素机制

[目的]细菌耐药机制是个复杂的机制,系统生物学是系统性揭示耐药机制的有力研究手段。我们课题组前期研究结果显示,蚯蚓血红蛋白样蛋白msmeg_3312基因敲除后能够增加耻垢分枝杆菌对红霉素的耐药性,本文系统研究MSMEG_3312参与红霉素耐药性形成的机制。[方法]首先纯化MSMEG_3312蛋白,利用光谱及圆二色谱描述MSMEG-3312蛋白。利用定量蛋白质组学的方法比较分析敲除菌株Δmsmeg_3312与野生型菌株mc² 155蛋白表达的差异,并通过qRT-PCR进行验证。利用红霉素ELASA试剂盒测定Δmsmeg_3312与mc² 155的胞内药物浓度。[结果]光谱及圆二色谱分析确定MSMEG_3312是蚯蚓血红蛋白样蛋白。定量蛋白质组学分析发现,红霉素未处理的条件下,相比于野生型菌株mc² 155,敲除菌株Δmsmeg_3312有包括3种转运蛋白在内的8种蛋白表达水平上调,14种蛋白表达下调;而红霉素处理后,Δmsmeg_3312中有448种蛋白差异表达,其中有11种转运蛋白表达上调,26种蛋白与氨基酸合成通路相关。胞内药物浓度检测显示敲除菌株Δmsmeg_3312的胞内红霉素浓度显著低于野生型菌株。[结论]蚯蚓血红蛋白样蛋白MSMEG_3312调控改变了细菌对红霉素药物处理的反应网络,其介导的红霉素耐药是一种集合抗生素耐受机制。     

渭北旱塬小麦产量和土壤水分对保护性耕作的响应模拟

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型长周期定量模拟研究了1980—2009年渭北旱塬连作麦田夏闲期深松、免耕和翻耕等保护性耕作对冬小麦产量和土壤水分的影响.结果表明:在30年模拟研究期间,不同耕作方式下渭北旱塬冬小麦产量和年度耗水量呈波动性下降趋势,深松处理产量和水分利用效率最高,30年平均值分别为3.33 t·hm-2和8.50kg·hm-2·mm-1,其次为翻耕,免耕效果最差;深松处理麦田年度耗水量稍高于免耕和翻耕,冬小麦田0~3 m土层土壤有效含水量呈现强烈的季节性波动降低趋势,免耕处理蓄水保墒效果最好,0~3 m土层土壤有效含水量平均为89.5 mm,深松次之,翻耕最差.麦田0~1 m土层土壤湿度随季节降水呈波动性变化,1~3 m土层土壤湿度较为稳定,不同耕作处理间差异不大.长期连作小麦田深松处理的产量和水分综合效应最好,为渭北旱塬麦田最适宜的保护性耕作模式.     

结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的分子机制研究进展

结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)通过空气传播引起人类感染的慢性传染病,耐药结核分枝杆菌的流行是目前结核病防治的世界难题。氟喹诺酮类药物是人工合成药物,应用于耐药结核的临床治疗中,在治疗中起着核心的作用。但近年来,氟喹诺酮类药物的抗性菌株不断出现,愈发增加了结核病治疗的困难与治疗失败风险。在临床中氟喹诺酮药物的靶点比较清楚,是结核分枝杆菌的DNA旋转酶。目前发现结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的机制主要包括药物靶点DNA旋转酶的关键氨基酸改变、药物外排泵系统、细菌细胞壁厚度的增加以及喹诺酮抗性蛋白MfpA介导的DNA旋转酶活性调控。其中在氟喹诺酮靶标DNA旋转酶功能活性改变的耐药机制方面,编码DNA旋转酶基因突变一直是研究的热点,但近年来发现DNA旋转酶的调控蛋白MfpA以及DNA旋转酶的修饰在细菌耐药性中起着重要的作用,相关机制还亟待发现。本文综述了当前结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的作用机制,旨在为研发精准诊断技术和药物发掘提供科学理论基础和参考。