肽聚糖脱乙酰酶Rv1096对分枝杆菌与宿主细胞相互作用的影响

目的探讨结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)肽聚糖脱乙酰酶Rv1096对分枝杆菌与宿主细胞相互作用的影响。方法利用过表达Rv1096基因的重组耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis, MS)_Rv1096,通过差速离心及胰蛋白酶消化试验,确定Rv1096蛋白的亚细胞定位;通过氨基酸定点突变联合伴刀豆凝集素A(Concanavalin A, ConA)免疫印迹确定Rv1096的O-甘露糖基化位点;运用刃天青显色法检测MS_Rv1096对溶菌酶的抵抗力;通过巨噬细胞感染试验,分析了Rv1096对耻垢分枝杆菌细胞内存活能力和宿主细胞炎症应答的影响。结果确定了Rv1096在重组耻垢分枝杆菌MS_Rv1096中的亚细胞定位在细胞壁;发现Rv1096蛋白含有三个O-甘露糖基修饰位点(~(265)Thr,~(266)Ser,~(267)Ser);细胞外测试结果表明,Rv1096能增强耻垢分枝杆菌对溶菌酶的抵抗能力,最低抑菌质量浓度从1.5 mg/mL升至2.5 mg/mL,而细胞感染显示其并不能显著增强耻垢分枝杆菌在人单核细胞白血病细胞(THP-1细胞)内的存活能力;定量PCR检测结果显示,过表达Rv1096的耻垢分枝杆菌刺激THP-1细胞分泌炎症因子(TNF-α,IL-6和IL-1β)的能力显著下降。通过平行对比证明若删除O-甘露糖基化位点(~(265)Thr,~(266)Ser,~(267)Ser),对Rv1096基因功能无显著影响。结论 Rv1096是一个细胞壁相关蛋白,具有三个O-甘露糖基化位点。过表达Rv1096对耻垢杆菌在宿主细胞内的存活能力无显著影响,但能够降低宿主细胞对耻垢分枝杆菌的炎症因子应答,且上述功能不受O-甘露糖基化修饰影响。     

结核杆菌活动期高表达基因Rv1776c的克隆及其在耻垢分枝杆菌中的表达

目的构建表达结核分枝杆菌Rv1776c基因的重组耻垢分支杆菌,并鉴定该基因在重组耻垢分支杆菌中的活性。方法采用PCR技术克隆结核分枝杆菌Rv1776c基因,构建大肠埃希菌-分支杆菌穿梭表达质粒pMV-Rv1776c,通过酶切和测序鉴定其正确性,用电穿孔法将重组质粒转染到耻垢分支杆菌mc^2155中。以SDS-PAGE及Western blot检测证实Rv1776c蛋白在重组耻垢分支杆菌内的表达。结果重组耻垢分支杆菌构建成功,生长曲线说明重组质粒不会影响耻垢分支杆菌的体外生长;SDSPAGE及Western blot检测证实Rv1776c在耻垢分枝杆菌内表达出相对分子量约56kD的Rv1776c蛋白。结论成功构建了Rv1776c基因的穿梭质粒pMV-Rv1776c,且该质粒在耻垢分枝杆菌内具有生物活性,为进一步研究其表达产物的功能提供基础。     

复苏促进因子结合蛋白A的原核表达及对耻垢分枝杆菌的促生长作用

目的:在大肠埃希氏菌中表达结核分枝杆菌复苏促进因子结合蛋白A(resuscitation-promoting factor-interacting protein A,RipA),观察该蛋白对耻垢分枝杆菌的促生长作用.方法:采用PCR方法,从结核分枝杆菌H37Rv的DNA中扩增出编码RipA蛋白的Rv1477基因,测序正确后克隆入原核表达载体pProEx HTa,构建重组表达质粒pProEx HTa-RipA.以重组质粒转化大肠杆菌DH5a,筛选阳性重组菌株,经异丙基硫代-β-D半乳糖苷(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside IPTG)诱导RipA表达,在变性条件下对目的蛋白进行亲和层析纯化.将纯化的RipA蛋白加入到耻垢分枝杆菌中,分光光度法测定细菌的A600,观察RipA蛋白的促生长作用.结果:成功扩增了Rv1477基因,并克隆于表达载体pProEx HTa中,经酶切鉴定获得阳性克隆.经诱导在大肠杆菌中表达出相对分子量为52kDa的目的蛋白,Western-blot结果显示该蛋白与6x His单抗有特异性的反应条带.采用Ni+-NTA柱可获得纯化的目的蛋白.10%M的RipA蛋白可显著促进耻垢分枝杆菌休眠菌的复苏和生长.结论:Papa蛋白在大肠杆菌中成功表达,并能有效促进耻垢分枝杆菌的生长.     

耻垢分枝杆菌MSMEG_6281 过表达对菌株生长和形态的影响

【目的】耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis mc2155,mc2155)MSMEG_6281为结核分枝杆菌自溶素Rv3717的同源蛋白,通过建立过表达MSMEG_6281的耻垢分枝杆菌菌株,推测该蛋白对耻垢分枝杆菌肽聚糖代谢的影响。【方法】利用RT-PCR方法检测乙胺丁醇(Ethambutol,EMB)作用后MSMEG_6281基因的表达变化;以耻垢分枝杆菌基因组DNA为模板,采用PCR技术克隆MSMEG_6281基因,构建分枝杆菌表达质粒p VV16-MSMEG_6281,进一步建立MSMEG_6281过表达的耻垢分枝杆菌菌株;利用生长曲线检测MSMEG_6281过表达对耻垢分枝杆菌生长的影响;利用扫描电子显微镜分析MSMEG_6281过表达引起的耻垢分枝杆菌形态变化。【结果】EMB处理引起MSMEG_6281基因表达上调;构建了过表达MSMGE_6281的耻垢分枝杆菌菌株(mc2155/p VV16-MSMEG_6281);过表达MSMGE_6281的耻垢分枝杆菌生长缓慢,菌体形态由短杆状转变为长杆状。【结论】MSMGE_6281的过表达可改变耻垢分枝杆菌形态。MSMGE_6281的功能与细胞壁肽聚糖水解相关,在mc2155细胞壁形态维持方面发挥重要作用。     

结核杆菌eis基因的克隆及其在耻垢分枝杆菌中的表达

目的:构建结核分枝杆菌eis基因的穿梭表达载体,鉴定其在重组耻垢分枝杆菌中的生物活性。方法:采用PCR技术克隆结核分枝杆菌eis基因,构建大肠杆菌-分枝杆菌穿梭表达载体pMV-eis,经酶切和测序鉴定其正确性,用电穿孔法将重组质粒转化至耻垢分枝杆菌mc²155中,采用SDS-PAGE和Western blot检测eis基因在耻垢分枝杆菌中的表达。结果:成功构建结核杆菌eis基因穿梭表达载体pMV-eis;生长曲线说明重组质粒不会影响耻垢分枝杆菌的体外生长;SDS-PAGE 和Western blot检测证实eis在耻垢分枝杆菌中可表达出相对分子量约42kDa的Eis蛋白。结论:成功构建了eis基因穿梭表达质粒pMV-eis,且该重组质粒在耻垢分枝杆菌中具有生物活性,为下一步研究表达产物Eis的功能奠定了一定基础。     

START家族Rv0164蛋白在耻垢分枝杆菌中的表达及垂钓互作蛋白

【目的】START家族蛋白的突变或者错误表达使哺乳动物产生肾上腺皮质增生、乳腺癌和结肠癌等疾病;START家族蛋白是植物发育过程中重要的调节因子;尚未阐明START家族蛋白作为细菌必需基因的作用机制。结核分枝杆菌必需基因Rv0164属于START家族,功能未知,研究Rv0164作用机制将为START家族分子机制增添新理论。【方法】生物信息学方法分析Rv0164序列特征;模式菌耻垢分枝杆菌中表达Rv0164并分析蛋白的细胞定位;Co-immunoprecipitation(Co-IP)方法垂钓Rv0164的相互作用蛋白,质谱鉴定互作蛋白,酵母双杂交和Pull down验证蛋白相互作用。【结果】Rv0164的N端17个氨基酸在分枝杆菌中不保守;Rv0164无信号肽;Rv0164定位在细胞质中,受蛋白降解机制调控,该机制在细菌生长平台期比对数期活性弱;N端缺失使Rv0164在平台期和对数期均不稳定;Rv0164结合多个胞内蛋白。【结论】Rv0164的N端肽段增加了蛋白的稳定性;Rv0164是一个胞内蛋白;Rv0164能够结合细菌生存必需蛋白。     

耻垢分枝杆菌MSMEG＿4259的基因组维护功能研究

MSMEG＿4259基因及其同源基因广泛存在于分枝杆菌属中。蛋白序列分析显示,MSMEG＿4259包含DEDDh核酸外切酶结构域以及一个类似UvrC的核酸内切酶结构域,提示其可能参与DNA修复。为了探究MSMEG＿4259的生理功能,本研究利用同源重组方法在耻垢分枝杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)构建了MSMEG＿4259基因敲除(ΔMs4259)菌株,并采用波动试验测定菌株在对数生长期以及H₂O₂处理后的利福平耐药突变频率。结果显示,ΔMs4259菌株的利福平耐药自发突变频率较野生型菌株升高1.9倍(P<0.05),该表型能够通过表达MSMEG＿4259回补。测定耐药突变菌株rpoB基因的耐药决定区域序列,发现ΔMs4259菌株的A:T>C:G突变概率较野生型菌株上升约10倍,有研究证明该突变谱是DNA氧化损伤的常见突变。实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,野...     

小毛莨内酯对重组耻垢分枝杆菌eis基因表达的影响

目的 研究小毛莨内酯(Ternatolide,Tern)对重组耻垢分枝杆菌生长增殖及其eis基因表达的影响.方法 将5×105 MS-eis-PMV261接种于LB培养基培养并加入200 mg/L的Tern作为实验组,MS-eis-PMV261单独培养作为对照,不同时间点测量取菌液波长为600 nm的A值,根据所测A值绘制增殖曲线;提取菌液DNA以RT-PCR方法检测Tern对eis基因表达的影响;免疫印迹法SDS-PAGE及Western Blot检测Tern对EIS蛋白表达的影响.结果 Tern对两组重组耻垢分枝杆菌增殖差异无统计学意义(P ＞0.05);Tern可抑制eis基因的表达(P＜0.05);SDS-PAGE及Western Blot检测发现Tern可显著降低EIS蛋白的表达(P＜0.05).结论 Tern对重组耻垢分枝杆菌的增殖无影响,但可抑制结核分枝杆菌eis基因及其表达的蛋白.该结果对研究持留性结核分枝杆菌的药物治疗提供了实验依据.     

两株超级广泛耐药结核分枝杆菌全基因组比较分析

【目的】结合现有数据,通过对两株临床超级广泛耐药的结核分枝杆菌全基因组的测序和分析,发现其型别相关的突变位点,解释发生广泛耐药的基因组突变机制。【方法】利用Solexa第二代测序技术对两株广泛耐药结核分枝杆菌(FJ05194和GuangZ0019)进行全基因组测序分析。以H37Rv为参考序列得到两株广泛耐药菌株的单核苷酸多态性(SNPs),构建系统发育树鉴定菌株型别,判断突变位点中型别相关和非型别相关的SNPs。定位SNPs所在的基因组区域,对型别相关的突变基因进行KEGG通路的富集分析,对非型别相关的突变基因和间隔区判断是否与耐药相关。【结果】两株广泛耐药菌株分别属于Lineage2和Lineage4型别,两菌株在碱基替换方面存在差异性,Lineage2型别相关的基因功能富集于ABC转运蛋白和核苷酸切除修复的通路。耐药方面,发现了已知的耐药相关基因的突变(rpoB、katG、rpsl、gyrA、gyrB、embB和ethA等),但卷曲霉素和卡那霉素相关的rrs、tlyA和eis启动子区域未发生突变,不足以解释其耐药性的产生。与最新报道的候选耐药基因比较,发现了卷曲霉素和卡那霉素相关的突变(Rv1393c、Rv0265c和narX等)和外排泵相关的pstB、Rv2333c和Rv2687c突变。【结论】结核分枝杆菌Lineage2型别相关的SNPs中含有影响结核分枝杆菌突变率和耐药性的突变。对于两株超级广泛耐药的结核菌,已知的激活药物或药靶相关的单耐药基因突变集合不能完全解释其广泛耐药性,还涉及新候选结核耐药基因、外排泵和补偿等其他潜在机制的相关基因突变。     

结核分枝杆菌Rv0859基因的克隆、表达、纯化及蛋白的亚细胞定位

本研究体外克隆了结核分枝杆菌Rv0859基因, 融合表达并纯化了Rv0859蛋白。首先提取H37Rv标准菌株中的基因组DNA, 设计Rv0859基因两端的引物, 以H37Rv基因组DNA为模板通过PCR方法扩增Rv0859基因。用Hind III和BamHⅠ两种限制性内切酶双切Rv0859基因, T4连接酶连接到pET30载体上, 再转入大肠杆菌JF1125中, 经过筛选鉴定后抽提质粒测序, 得到重组正确载体, 转化到表达宿主大肠杆菌BL21中。用IPTG进行诱导表达, 通过聚丙酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及质谱鉴定重组表达蛋白。0.05 mol/L浓度的IPTG 37°C诱导4 h重组蛋白的表达量最高。制备重组蛋白的多克隆抗体, 通过亚细胞分离及Western-blotting分析蛋白的亚细胞定位。结果成功地构建原核表达载体pET30a-Rv0859, 并获得47845 D左右的大量表达的Rv0859蛋白, Western-blotting结果表明Rv0859蛋白主要定位于细胞膜中, 微量存在于细胞壁中, 为进一步的Rv0859蛋白功能研究奠定了一定的基础。