核糖体蛋白RpsM介导的结核分枝杆菌过氧化氢应答机制研究

Tuberculosis (TB) is caused by Mycobacterium tuberculosis, one of the three major infectious diseases in the world and acclaims million people deaths per year. Intracellular redox homeostasis in Mycobacterium tuberculosis affects drug susceptibility, latency infection and reactivation. Hydrogen peroxide is one of the important forms of reactive oxygen species and the intermediate of many reactive oxygen molecules. Our preliminary experiment results show that protein S13 (RpsM), a component of the 30s ribosome , participates together with MsmHr protein in hydrogen peroxide resistance. In addition, RpsM was shown to involved in mycobacteria latency 、 reactivation and survival in macrophage. Our results indicated that RpsM might play important roles in hydrogen peroxide response pathways, unrelated ribosome functions. In this project we would identify the possible key candidates interacting with RpsM using pull-down assays and mass spectrometry. We would next characterize the interactions between RpsM complex and the influence on hydrogen peroxide susceptibility in mycobacteria. Moreover, we would define how RpsM complex modulates hydrogen peroxide-mediated latency and reactivation and survival in macrophage. Since RpsM is essential to protein synthesis and plays important roles in oxidative stress response, RpsM and RpsM associated protein may be the potential targets for the development of new drugs against M. tuberculosis.

结核病是由结核分枝杆菌引起的高致病传染病，结核分枝杆菌的氧化还原平衡-活性氧调控在细菌耐药、潜伏感染和复活方面起着关键作用。过氧化氢是活性氧的重要形式，是很多活性氧分子的中间体。前期实验结果表明结核分枝杆菌30S核糖体亚基蛋白S13即RpsM具有蛋白合成以外的功能，其影响结核分枝杆菌过氧化氢抗性，并且与在宿主中存活、和潜伏感染和复活都有相关性。因此推断RpsM在结核分枝杆菌过氧化氢应答中起着重要作用。我们计划以此为起点，利用实验室已有的突变菌株，利用蛋白体内垂钓等技术发掘RpsM相互作用的候选蛋白；并通过定点突变等生化方法分析RpsM与候选蛋白的互作方式；通过基因敲除等遗传方法、转录组分析、染色体免疫共沉淀测序分析以及转录体外实验，研究RpsM蛋白复合物调控过氧化氢应答分子机制。我们的研究将为结核菌活性氧调控机制提供新的调控蛋白，为理解耐药、潜伏和复活、找寻新的药物靶标提供新的理论基础。

结核病是由结核分枝杆菌引起的高致病传染病，结核分枝杆菌的氧化还原平衡-活性氧调控在细菌耐药、潜伏感染和复活方面起着关键作用。过氧化氢是活性氧的重要形式，是很多活性氧分子的中间体。通过一系列的实验研究表明，耻垢分枝杆菌核糖体蛋白RpsM参与过氧化氢应答，并且与潜伏复活以及在宿主中的存活相关，与蚯蚓血红蛋白MSMEG_2415以及RpoA直接相互作用，形成蛋白复合物。通过定点突变实验，确定了RpsM互作以及行使功能的关键位点，通过染色体免疫共沉淀实验以及转录水平验证，RpsM可能调节的下游基因和通路。另外，在耻垢分枝杆菌中蚯蚓血红样蛋白MSMEG_3312介导红霉素抗性研究取得进展和成果；发现质粒来源的喹诺酮抗性相关蛋白QnrB与DNA复制相关，取得一定的进展和成果；对分枝杆菌丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶PknK 的功能进行初步研究，取得一定的进展和成果。我们的研究将为结核菌活性氧调控机制提供新的调控蛋白，为理解耐药、潜伏和复活，找寻新的药物靶标提供的理论基础。