谷胱甘肽化对变异链球菌gshA基因缺失株蛋白组和致龋性的影响

蛋白质谷胱甘肽化是一种重要的翻译后修饰方式，细胞信号传导的很多相关分子都可受到谷胱甘肽化的调节，并影响其结构和功能。它也参与微生物细胞的许多生命活动。谷胱甘肽（ GSH）是该反应的主要物质基础。GSH 通过对钾离子-氢离子浓度的直接调控来影响细菌的耐酸性。变异链球菌是主要口腔致龋菌，它的产酸耐酸是主要的致龋因素；而且它的gshA 基因能编码GSH 合成酶，和GSH 的合成和含量紧密相连。本课题首次将蛋白质的谷胱甘肽化与致龋变异链球菌结合起来，体外构建变异链球菌UA159 的gshA 缺失株，通过阻止GSH 的合成从而影响菌细胞的蛋白质谷胱甘肽化进程，并用先进的蛋白质组学技术来比较gshA 缺失株与野生株的差异蛋白，鉴定出谷胱甘肽化蛋白，用生物信息学聚类分析其功能范畴，最终阐明谷胱甘肽化与变异链球菌耐酸、致龋、生物膜形成和信号传导调控的关系，将对探求龋病发病机制和防治新途径具有重要意义。

细胞内谷胱甘肽（GSH）是蛋白质谷胱甘肽化的主要物质基础，由谷胱甘肽合成酶合成。变异链球菌作为主要的口腔致龋菌，其致龋毒力与耐受各种环境刺激（酸、氧、热等）密切相关。gshAB作为该细菌谷胱甘肽合成酶的编码基因，在变异链球菌各生理表型及致龋毒力调控方面的分子机制有待深入研究。本课题首次构建变异链球菌gshAB无抗性标记框内缺失菌株，借助细菌学、分子生物学等手段，系统研究了gshAB对细菌生理表型，致龋毒力，菌种间竞争以及抗环境胁迫能力的影响。代表性研究成果包括：1）发现gshAB在调控牙菌斑生物膜细菌组成方面具有重要作用，可作为牙菌斑生态控制的潜在靶点；2）发现gshAB和gr（谷胱甘肽还原酶）可能通过蛋白质谷胱甘肽化修饰细菌gtfB的转录调控元件，进而影响gtfB介导的细胞外多糖合成以及细菌在牙菌斑生物膜内的空间分布；3）建立了改良mBBr法测定口腔常见细菌胞内谷胱甘肽含量，为快速评估细菌抗环境胁迫能力及致病毒力提供了新的手段；4）通过变异链球菌全基因组表达芯片，系统研究了变异链球菌在高渗透压及热刺激下的分子应激机制，建立了gshAB参与调控细菌抗氧胁迫的基因表达网络。课题研究成果署名发表SCI学术论文6篇，中文核心期刊2篇，所建立的细菌胞内谷胱甘肽含量测定方法获授权国家发明专利一项（ZL201310611103.7），在项目资助下参编微生物学相关中/英文学术专著4部。课题研究成果为预测牙菌斑生物膜致龋毒力提供了新的方法，为牙菌斑生态防控提供了潜在靶点，为最终实现龋病生态防治提供了理论依据和潜在途径。