耐药基因在细菌中介导严格的反应

分枝杆菌是一类重要的细菌。结核分枝杆菌结核病是结核病的病原体,感染了世界约三分之一的人口,其中5%至15%发展为活动性疾病。此外,多药耐药(MDR)、广泛耐药(XDR)和完全耐药(TDR)菌株的迅速出现结核分枝杆菌使分枝杆菌严格反应的研究成为一个重要的研究领域。官方manbetx手机版利福平(Rif)是治疗结核病最有效的一线药物。然而,利福平的长期使用导致了高耐药性结核分枝杆菌.Rif抗性的产生是由于其靶蛋白RpoB的突变,RpoB是蛋白质复合物RNA聚合酶的组成部分,它将基因转录成RNA拷贝。这是理想的筛选利福平的新版本,以作用于耐药菌株结核分枝杆菌.然而,病原体,结核分枝杆菌必须在高度封闭的专门设施下种植。另一方面,使用模式生物可以规避这一要求,至少对化合物进行初步筛选。m . smegmatis它是一种土壤细菌,可以在没有密闭设施的情况下生长,经常被用作一种模式生物结核分枝杆菌

耻垢分枝杆菌的生理作用模型

图1所示。的生理作用模型m . smegmatis加勒比海盗。Arr的一个直接功能是adp -核苷化利福平(或其一些类似物,Baysarowich et al. 2008),使抗生素失活并赋予利福平耐药性。Arr的另一个功能是与MsmL11的n端序列相互作用,产生ppGpp,这是一种严格的应答警报器。MsmArr和MsmL11之间的相互作用具有物种特异性。为了制作模型,Arr的结构改编自Baysarowich等人2008,核糖体的图解草图突出显示了L11。草图不是按比例绘制的。[转载自Agrawal, P., Varada, R., Sah, S., Bhattacharyya, S.和Varshney, U. (2018) Arr与RplK的物种特异性相互作用介导细菌的严格反应。[j] .中华微生物学杂志,2009,31(2):522 - 522。doi: 10.1128 / JB.00722-17]

然而,m . smegmatis由于存在一种蛋白质Arr(由加勒比海盗基因)通过ADP-核糖基化反应修饰Rif。编码Arr (加勒比海盗)在各种致病性中是保守的(不是结核分枝杆菌)和非致病菌。在我们早期的工作中(阿格拉瓦尔)., 2015),我们开发了一个m . smegmatis压力在哪里加勒比海盗基因被删除,该菌株为我们提供了一个有用的菌株版本来进行新化合物的筛选。

在目前的工作中,我们试图了解Arr作用的机制。来自其他组织的报道., 2011)表明加勒比海盗在基因组中的双链DNA断裂、饥饿和基因毒性抗生素(环丙沙星、博来霉素)胁迫下上调。Stallings等人也发现Arr与L11核糖体蛋白(RplK)相互作用。有趣的是,L11在通过RelA调节翻译GTPase和(p)ppGpp的信号合成中的作用是一个很好的研究现象。
在我们目前的研究中(Agrawal)., 2018),我们已经证明了这一点加勒比海盗赋予生长适应性优势m . smegmatis并有助于生物膜的形成,以及Arr与核糖体蛋白L11的特异性相互作用导致细胞中(p)ppGpp(鸟苷五/四磷酸,也称为“alarmone”)的产生。我们的研究首次报道了(p)ppGpp合成活性与抗生素抗性基因的关联,加勒比海盗,不需要任何抗生素治疗。这项研究揭示了抗生素耐药基因的新作用加勒比海盗在环境压力条件下维持细胞稳态。我们可以补充说,当细菌暴露于各种不利的生长条件时,已知通过合成(p)ppGpp作出反应。在这些情况下,(p)ppGpp的合成主要由一种称为RelA的蛋白质介导。然而,Arr在(p)ppGpp生成中的作用是不寻常的(图1)。

Priyanka Agrawal, Umesh Varshney
印度科学研究所微生物与细胞生物学系,班加罗尔,印度

出版

Arr与RplK的物种特异性相互作用介导细菌的严格反应。
Agrawal P, Varada R, Sah S, Bhattacharyya S和Varshney U
《细菌杂志》2018年2月23日

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