結核分枝桿菌疫苗候選物蛋白UgpB結構與功能研究.pdf

1、結核病仍是目前威脅人類健康的重大傳染病之一，而TB/HIV雙重感染和結核耐藥菌株的出現(xiàn)，使得全球范圍內(nèi)結核病防控工作更加困難?？ń槊鏐CG是當前唯一的結核疫苗，但僅對新生兒效果良好。目前結核病標準療程需要3到4種藥混合使用，治療周期長達6個月，治療過程中患者依從度較差。同時，抗藥結核患者數(shù)量持續(xù)增加，甚至已有完全抗藥結核病例報道。因此，亟待新的抗結核藥物和疫苗來控制結核病的全球肆虐。針對結核分枝桿菌蛋白質(zhì)組中藥物靶點蛋白和疫苗候選物的三

2、維結構研究將推動新型抗結核藥物的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)，以及促進抗結核藥理學和生物學行為背后的生化機制描述。
　　ABC轉運體超家族是膜整合蛋白，大部分家族成員是耦合ATP水解能量來跨膜轉運溶質(zhì)的轉運蛋白。根據(jù)溶質(zhì)運輸方向，分為內(nèi)向轉運體和外向轉運體。原核生物內(nèi)向轉運蛋白介導了細胞生存和生長相關營養(yǎng)物質(zhì)的跨膜攝取。目前結核分枝桿菌在人宿主體內(nèi)的關鍵營養(yǎng)物質(zhì)和相應的轉運體仍未知。UgpABCE是結核分枝桿菌中5個可辨別碳水化合物輸入轉運體之一，

3、基因組分析認為它是sn-G3P轉運體。相關研究表明其周質(zhì)結合蛋白UgpB對于結核分枝桿菌體外最優(yōu)生長非常關鍵，也被認為是一個潛在的抗結核疫苗候選物。
　　本研究中，我們解析了結核分枝桿菌UgpB的三維高分辨率結構(1.5(A))，并基于結構進行了相關生化實驗分析。有趣的是，ITC實驗結果顯示，結核UgpB并不結合sn-G3P，而是結合GPC，暗示了GPC是結核分枝桿菌在宿主體內(nèi)利用的磷源和碳源之一。結構比對分析表明，大腸桿菌Ugp

4、B中對于底物G3P結合至關重要的Trp169在結核UgpB中被Leu205代替。此外，大腸UgpB中其它一些與G3P相互作用的氨基酸殘基在結核UgpB中也不保守。因此結核UgpB喪失了對G3P的親和力。針對Leu205的突變實驗也證實了它對于UgpB底物結合的重要性。ITC實驗還表明，G2P和麥芽糖不是結核UgpB結合的底物。本課題研究不僅有助于理解結核分枝桿菌在宿主體內(nèi)對碳源和磷源的利用，也將為抗結核藥物或疫苗的開發(fā)提供結構基礎，進而