结核分枝杆菌分泌蛋白参与其致病性、免疫调控、营养吸收等生命过程,蛋白分泌依赖于不同类型的分泌系统,其中VII型分泌系统也称作ESX分泌系统。结核分枝杆菌中已发现ESX-1、ESX-2、ESX-3、ESX-4、ESX-5五种类型的ESX分泌系统。其中ESX-5型分泌系统主要参与结核分枝杆菌大部分PE、PPE家族蛋白分泌等。PE、PPE蛋白家族其蛋白N端富含谷氨酸、脯氨酸,根据PE、PPE蛋白家族不同结构,PE家族可分为PE和PE_PGRS两个亚类,PPE可分为PPE,PPE_MPTR,PPE_SVP和PPE_PPW四个亚类,目前大部分的PE、PPE蛋白功能还不明确。

最近Wilbert Bitter等人在Nature子刊Microbiology发表的的Mutations in ppe38 block PE_PGRS secretion and increase virulence of Mycobacterium tuberculosis文章向我们揭示了PPE38蛋白在ESX-5型分泌系统中如何发挥作用。

 

研究人员首先以M. marinum菌株为研究对象,通过转座子插入突变方法构建ESX-5型分泌系统基因缺失突变菌株,筛选到mmar_3661基因(ppe38)插入突变菌株,发现该基因缺失影响PE_PGRS家族蛋白分泌。同时在结核分枝杆菌中靶向基因敲除ppe38基因后,发现该基因缺失突变菌株影响ESX-5型分泌系统分泌PE_PGRS、PPE-MPTR家族蛋白。

对临床菌株进化分析表明结核分枝杆菌北京型菌株ppe38基因缺失可能是该菌株广为传播的一个原因。

文章认为PPE38蛋白对于ESX-5型分泌系统蛋白分泌意义重大并最终影响结核分枝杆菌毒力。

结核分枝杆菌PE、PPE家族蛋白有168个,由于结核分枝杆菌生长缓慢、基因敲除实验步骤繁琐等原因,严重阻碍了PE、PPE家族蛋白的研究。上海晶诺生物科技有限公司着眼于结核分枝杆菌技术服务,已构建了包括PE、PPE基因家族及ESX分泌系统相关基因在内的H37Rv基因敲除用重组噬菌体文库,可随时构建PE、PPE、ESX分泌系统相关基因敲除菌株,助力结核病基础研究。

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