隱球菌轉錄因子Frt1功能和調控機理研究

《隱球菌轉錄因子Frt1功能和調控機理研究》是依託西南大學，由劉同寶擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：隱球菌轉錄因子Frt1功能和調控機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉同寶
• 依託單位：西南大學

項目摘要

新型隱球菌是自然界普遍存在的能侵染人類中樞神經系統的酵母菌，每年能導致大約60萬人死亡。泛素蛋白酶體系統是真核細胞內主要的蛋白降解途徑，參與調節諸如細胞周期、細胞增生與分化，以及信號傳導等多種細胞生理過程。本研究發現泛素化蛋白降解途徑與隱球菌致病性密切相關，泛素連線酶E3關鍵蛋白Fbp1缺失後，隱球菌細胞膜完整性降低，減數分裂被阻斷，致病性喪失；本項目通過免疫共沉澱和蛋白穩定性實驗鑑定轉錄因子Frt1為Fbp1一下游底物；初步分析表明 frt1Δ突變體和fbp1Δ突變體具有相同的表型。通過分析轉錄因子Frt1的時空表達、蛋白互作以及下游基因調控，揭示泛素蛋白降解系統在隱球菌生理生化、形態發育及致病過程中的作用機制，闡明泛素化蛋白降解系統在隱球菌致病過程中的地位，為隱球菌泛素化蛋白降解分子機制和致病機理研究奠定基礎。

結題摘要

新型隱球菌是自然界廣泛存在的酵母型病原真菌，可引起隱球菌性的肺炎和腦膜炎，每年能導致大約60萬人死亡。泛素蛋白酶體系統是真核細胞內主要的蛋白降解途徑，其中E3泛素連線酶負責特異性識別並泛素化標記底物蛋白進行降解。本研究通過同位素標記相對和絕對定量（iTRAQ）方法對泛素連線酶關鍵蛋白Fbp1缺失突變體Δfbp1及野生型菌株H99進行了總蛋白豐度差異分析，鑑定了一系列Δfbp1突變體背景下高豐度蛋白；研究同時鑑定了E3泛素連線酶SCFFbp1一互作蛋白Frt1並分析了FRT1在隱球菌中的時空表達模式，FRT1基因敲除及超表達對隱球菌毒力因子、致病性以及形態發育的影響。主要研究結果如下：序列分析發現Frt1含有3個ZnF_C2H2鋅指結構，與酵母轉錄因子Sfp1有37%相似性；蛋白時空表達分析表明FRT1在隱球菌酵母細胞、交配菌絲以及擔孢子階段都有表達，亞細胞定位分析發現Frt1定位於細胞質中；FRT1缺失後，Δfrt1突變體對SDS敏感，對剛果紅不敏感，表明Frt1可能調控隱球菌細胞膜的完整性；異型交配實驗發現Δfrt1突變體能夠產生交配菌絲，但不產生擔孢子，表明Frt1調控隱球菌的有性生殖過程；C57小鼠致病性實驗結果表明Δfrt1菌株致病性顯著降低。與野生型菌株相比，FRT1超表達菌株莢膜變小，對SDS敏感，在37℃條件下存活能力降低且對C57小鼠完全喪失致病性；組織載菌量分析發現FRT1超表達菌株酵母細胞只在小鼠肺中存在，不能通過血液傳播至小鼠的大腦脾等其他組織。最後本研究又對Frt1可能的互作蛋白進行了鑑定。泛素化相關蛋白Frt1的分析揭示了泛素蛋白降解系統在隱球菌生理生化、形態發育及致病過程中的作用，有助於闡明泛素化蛋白降解系統在隱球菌致病過程中的地位，為隱球菌泛素化蛋白降解分子機制和致病機理研究奠定基礎。