本文選題：結(jié)核分枝桿菌 + 生物信息學��； 參考：《復旦大學》2006年博士論文

【摘要】： 結(jié)核病作為全球性的健康問題，其發(fā)病率和死亡率呈逐年上升態(tài)勢。分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最為重要的傳染性病原體之一，它能夠在宿主巨噬細胞中持續(xù)存活，每年引起八百萬人感染，其中有三百萬病人由于得不到合理的治療而死亡。此外，在過去40年以來，一直沒有開發(fā)出治療效果比異煙肼更優(yōu)的藥物。而多耐藥菌株(Muti-drug resistant，MDR)的出現(xiàn)和廣泛傳播，以及與艾滋病的共同作用，使得結(jié)核病的疫情進一步惡化。開發(fā)更有效、更快速的抗結(jié)核新藥，徹底攻克結(jié)核病已勢在必行。 結(jié)核桿菌的基因組含4000多個基因，其中有250個基因編碼脂肪酸代謝相關的酶，，和大腸桿菌相比多了4倍有余。結(jié)核桿菌的細胞壁以肽聚糖為基本架構，共價結(jié)合阿拉伯半乳糖及分支菌酸。分支菌酸是自然界中最大的脂肪酸，它和結(jié)核桿菌的毒力、結(jié)核桿菌逃逸免疫系統(tǒng)攻擊的能力息息相關。另外，細胞壁所含的脂類約占細胞壁干重的60％等等，這些事實均說明了脂肪酸代謝對結(jié)核桿菌的重要性。丙二酰CoA：ACP轉(zhuǎn)化酶(Malony-CoA：ACP transacylase，MCAT)是脂肪酸代謝中的一個關鍵酶，催化Malonyl-CoA形成Malonyl-ACP，后者進入脂肪酸碳鏈延長循環(huán)，每次增加2個碳原子。ACP(Acyl carrier protein)是FASⅡ系統(tǒng)中的小且酸性的蛋白，它在脂肪酸代謝中起著重要作用，與大分子脂肪酸的合成及結(jié)核細胞壁的裝配緊密相關。ACP與MCAT都是很好的抗結(jié)核藥物靶位的候選對象。 本論文共克隆、表達、純化了結(jié)核桿菌的兩個MCAT和三個可能的ACP蛋白，并檢測了這些蛋白的一些生理生化功能及特性。在酶活測定中，我們了解到FabD和FabD_2的性能相近，幾種二價陽離子對酶活的影響不大；Rv1344轉(zhuǎn)錄的蛋白確實具有載酰功能，而Rv0033可能在別的通路中發(fā)揮作用。RT-PCR試驗闡明了兩個MCAT蛋白在結(jié)核桿菌侵入巨噬細胞后的轉(zhuǎn)錄情況，其中FabD的表達上調(diào)，而FabD_2表達量減少，證實了結(jié)核桿菌兩個MCAT蛋白在結(jié)核病急性及持續(xù)感染中的重要性。通過Western檢測，耐藥菌株感染的病人血清和敏感株病人血清中都具有Acp1344的抗原，說明了Acp1344的重要性及它作為結(jié)核診斷的輔助指標的可能。此外，我們還通過Rv1344基因的定點突變試驗，驗證了Acp1344蛋白中一些序列的重要性與保守性。 圓二色譜的測定，使我們得到了幾種蛋白的二級結(jié)構。為了獲得這些蛋白的三維結(jié)構，設計出活性小分子化合物，我們還與清華大學結(jié)構生物學實驗室合作，對這些蛋白進行了晶體生長的嘗試性實驗。最終得到兩個MCAT的晶體，其中FabD的分辨率在2(?)，而FabD_2晶體的分辨率只有6(?)。最后，我們解析出FabD蛋白的晶體結(jié)構。雖然未能得到Acp1344的晶體結(jié)構，我們?nèi)杂猛茨＝ǖ姆椒�，得到了該蛋白模擬的三維結(jié)構，為設計有活性的小分子化合物打下良好基礎。
[Abstract]:As a global health problem, the incidence and mortality of tuberculosis are increasing year by year. Mycobacterium tuberculosisis is one of the most important infectious pathogens that have been found. It can survive in host macrophages and cause 8 million infections every year. Among them, 3 million patients die because of lack of reasonable treatment. Moreover, no drug has been developed for the past 40 years that is more effective than isoniazid. The emergence and widespread spread of Muti-drug resistance MDR and the interaction with AIDS make the epidemic situation of tuberculosis worse. It is imperative to develop more effective and faster anti-tuberculosis drugs and to thoroughly tackle TB. The genome of Mycobacterium tuberculosis contains more than 4000 genes, including 250 genes encoding enzymes related to fatty acid metabolism, more than four times more than Escherichia coli. The cell wall of Mycobacterium tuberculosis is based on peptidoglycan, covalently bound with arabinogalactose and mycoic acid. Mycoic acid is the largest fatty acid in nature. It is closely related to the virulence of Mycobacterium tuberculosis and the ability of mycobacterium tuberculosis to escape the attack of immune system. In addition, the lipids in the cell wall account for about 60% of the dry weight of the cell wall and so on. These facts indicate the importance of fatty acid metabolism to Mycobacterium tuberculosis. Malony-CoA: ACP transacylase (MCAT), a key enzyme in fatty acid metabolism, catalyzes the formation of Malonyl-CoA into Malonyl-ACP.The latter enters the carbon chain prolongation cycle of fatty acids, adding two carbon atoms at a time. ACP-Acyl carrier protein is a small and acidic protein in the FAS 鈪

本文編號：1823731