葡萄球菌aps抗菌肽感受调节系统作用机制的研究

病原微生物定居于人体，必须抵抗机体天然免疫防御机制，而抗菌肽是天然免疫防御的重要组成成分。在前期工作中，我们发现并报道在葡萄球菌中存在一种独特的由ApsS、ApsR、ApsX三个蛋白组成的aps抗菌肽感受调节系统，而且我们研究发现这三个蛋白中任何一个都是信号传导和细菌对抗菌肽产生抗性所必须的。ApsS蛋白有明显的带负电荷的胞外结构域和组氨酸激酶组成的胞内结构域，提示ApsS可能是感知外环境信号的感受器，ApsR可能是反应调节子，而ApsX的功能完全不知。目前对aps系统的研究还处于起始阶段，抗菌肽等信号与ApsS相互作用机制？三个蛋白的活化方式？ApsR与ApsX的关系如何？ApsX在信号传导中扮演何种角色等诸多问题目前尚不清楚。我们研究目标是从基因和蛋白水平阐明葡萄球菌aps抗菌肽感受调节系统感知并调动靶基因表达抵抗抗菌肽杀伤的机制，最终为有效抗菌药物和疫苗的开发提供理论依据和可靠靶点。

【摘要】研究背景：我们课题组前期研究工作中发现并报道在葡萄球菌中存在一种独特的抗菌肽（AMPs）感受系统，此系统可以调节控制葡萄球菌对AMPs主要的抗性机制，我们命名这一新的感受调节系统为aps抗菌肽感受系统。aps抗菌肽感受系统由三个蛋白组成，我们将这三个蛋白分别命名为ApsS、ApsR、ApsX。由于葡萄球菌aps抗菌肽感受调节系统是我们新近发现并报道的，对这一系统的研究还处于起始阶段，还有诸多的问题需要解答。研究目的：从基因和蛋白水平阐明葡萄球菌aps抗菌肽感受调节系统感知并调动靶基因表达抵抗抗菌肽杀伤的机制，最终为有效抗菌药物和疫苗的开发提供理论依据和可靠靶点。研究内容：（1）aps抗菌肽感受系统中ApsS功能的研究；（2）抗菌肽刺激下受ApsR和ApsX分别调节的基因以及调节机制研究；（3）环境因素对aps抗菌肽感受调节系统功能的影响等。重要结果：我们的研究明确了ApsS蛋白表达部位在细胞膜成分，而且发现真正与外界抗菌肽作用的是ApsS由9个氨基酸组成的胞外结构域部分；aps抗菌肽感受调节系统中三个蛋白中任何一个成分都是发挥感知外界抗菌肽作用所必须的，而且任何一个成分的缺失均可影响细菌的生长。提示aps抗菌肽感受调节系统是细菌生长所必须的；Microarray分析结果显示Dlt(DltA, DltB, DltC, DltD)系统、MprF系统以及aps抗菌肽感受系统之间存在功能协同作用，共同调节靶基因表达来抵抗抗菌肽的杀伤，但是apsS基因的存在是dltB 和mprF对抗菌肽的产生反应的前提；另外我们发现aps抗菌肽感受系统感知外界抗菌肽作用是不受外界环境中二价阳离子影响的，提示革兰氏阳性菌aps抗菌肽感受系统与革兰氏阴性菌PhoQ-PhoP系统功能是不同的；动物体内感染模型实验证实aps抗菌肽感受系统与细菌的致病密切相关。研究意义：革兰氏阴性菌PhoP-PhoQ抗菌肽感受系统已被认为是抗革兰氏阴性菌药物研发的首选靶点。我们研究发现革兰氏阳性菌aps抗菌肽感受系统与革兰氏阴性菌PhoP-PhoQ系统有很多的不同之处。阐明aps这一独特的由三种蛋白组成的抗菌肽感受系统感知并调动靶基因表达抵抗AMPs杀伤的具体机制，为我们正确认识这一崭新的信号传导系统，并且利用其作用机制研发有效的新型抗菌药物或疫苗，为治疗顽固性葡萄球菌感染提供理论依据和可靠靶点。