《抗生素類小分子誘導綠膿桿菌耐藥性的信號傳導調控》是依託南京大學，由陳浩擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：抗生素類小分子誘導綠膿桿菌耐藥性的信號傳導調控
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：陳浩
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
綠膿桿菌是引發醫院內部感染的主要致病病原體之一，其產生的耐藥性菌株使許多抗生素失去了正常療效，發展全新策略應對這些病原體是目前迫切需要解決的問題。MexR轉錄因子調控細胞膜外排泵基因mexAB-oprM操縱元是引起綠膿桿菌產生多藥耐藥性的重要途徑。研究還發現綠膿桿菌中的NalD和NalC也參與調控著mexAB-oprM操縱元的表達，然而小分子抗生素是如何誘導這兩個轉錄因子的機制尚不清楚。因此綜合運用多學科交叉互補的研究手段，在分子、細胞等不同層次上深入闡明綠膿桿菌是怎樣感知小分子抗生素信號，以及通過何種途徑去控制多藥耐藥性具有極其重要的意義。本申請項目的成功開展將有助於了解綠膿桿菌以及其它病原菌產生耐藥性的分子機制，為今後治療病原菌所引起抗藥性提出新的理論依據，為基於新策略、新靶標的抗菌藥物研發奠定堅實的實驗基礎。
結題摘要
本研究項目以易發生院內感染、具有內在多藥耐藥性的綠膿桿菌為對象，研究小分子抗生素是如何激發信號傳導途徑，誘導NalD和MexR等轉錄調控因子發生去阻遏作用，激活綠膿桿菌主要藥物外排泵體系MexAB-Oprm，從而產生多藥耐藥性的分子機制。 在這三年的研究里，本課題組利用Thermal shift assay高通量篩選、凝膠遷移實驗（EMSA）以及微量量熱滴定（ITC）等方法，首次確定NalD轉錄調控因子的小分子抗生素靶標Novobiocin（新生黴素）；此外通過對apo-NalD蛋白質晶體的成功解析發現， NalD與TetR蛋白質家族LfrR蛋白的晶體結構同源性很高，這也意味著抗生素調控NalD蛋白的作用機制與TerR蛋白質家族回響小分子作用的機制極為相似；並利用MIC實驗和瓊脂糖平板測試等體內實驗，在細菌表型層次上驗證轉錄因子NalD可以回響抗生素Novobiocin的誘導，從而調控MexAB-OprM外排泵產生耐藥性。NalD蛋白質小分子抗生素靶標的首次確定，基本建立從“小分子抗生素垂釣”到“信號傳導靶標確證”的研究模式，是本課題組在結合化學生物學、生物化學、微生物學和結構生物學等多學科交叉的綜合性研究方法下獲得的，其體內體外實驗結果的相互印證，體現了學科交叉的優勢，為今後相似研究體系的靶標確證提供了一定的借鑑方法。 為了確定抗生素進入細菌體內後，細菌收到這些小分子化合物刺激以後，是如何產生氧化信號，最終激活MexAB-OprM多藥外排泵的主要轉錄因子MexR的信號轉導調控途徑，本課題組建立和開展了基於2D-電泳的綠膿桿菌蛋白質組學平台。通過對小分子抗生素刺激和未刺激細菌上清抽提物的2D-電泳蛋白質組學圖譜比對，再利用高性能的質譜表征手段鑑定差異蛋白質的ID。課題組發現Flavoprotein(黃素蛋白)等氧化呼吸鏈電子傳遞相關蛋白質在NAL（萘啶酸）等抗生素以及過氧自由基(Cumene Hydroperoxide ) 刺激綠膿桿菌後，其表達量會明顯提高。這一方法的確定，將有利於最終揭示該信號轉導調控通路。
