Analysis of cell wall architecture and metabolism of a vancomycin resistant Staphylococcus aureus strain

万古霉素耐药金黄色葡萄球菌菌株细胞壁结构和代谢分析

基本信息

项目摘要

Staphylococcus aureus is a bacterial pathogen that causes a broad range of diseases and that is notorious for its resistance to antibiotic agents. Infections with methicillin-resistant S. aureus strains (MRSA), which are frequently hospital-associated, are often treated with the glycopeptide antibiotics vancomycin or teicoplanin or the lipopeptide antibiotic daptomycin. Unfortunately, MRSA strains are able to acquire mutations that simultanteously confer intermediate resistance to vancomycin (VISA phenotype) and full resistance to daptomycin. It has also been demonstrated that these strains are also better protected against the cationic peptides which constitute the natural antibiotics of the innate immune system (e. g. the antimicrobial peptide LL-37). The project will analyse the cell wall structure of S. aureus VC40 which shows full resistance to both antibiotics (vancomycin MIC: 64 µg/ml and daptomycin MIC: 4 µg/ml). Full genome sequencing of this strain revealed mutations in genes encoding the histidine kinases VraS and WalK. Both proteins are located in the cell membrane, and function as sensor proteins which, in answer to signals that have not been identified so far, control cell envelope related processes. Gene expression profiling indicated an increased expression of the genes that are regulated by these kinases in strain VC40. Reconstitution of the mutation present in the VraS kinase (VraS(VC40)) into the susceptible S. aureus NCTC 8325 background resulted in a considerably increased resistance to vancomycin, teicoplanin and daptomycin with MICs surpassing the breakpoints for these antibiotics, thereby generating a VISA (vancomycin intermediary resistant S. aureus) strain. S. aureus VC40 as well as the vraS mutant of strain NCTC 8325 are characterized by a thickened cell wall and a reduced autolytic activity. In order to describe this resistance mechanism further and obtain insight into the influence of the VraSR and WalRK system on cell wall structure, the project will analyse the composition of the bacterial cell wall polymers peptidoglycan, teichoic acid and lipoteichoic acid in strain VC40 and its descendants, clinical isolates, as well as strains that overexpress VraSR and WalRK. Furthermore, the activity of the autolytic enzymes that control the turn-over of the murein and their role in resistance will be investigated as well as the membrane and extracellular protein composition of the strains. The project will attempt to present a comprehensive model of VISA cell wall architecture and metabolism as mediated by VraSR and WalRK.
金黄色葡萄球菌是一种引起广泛疾病的细菌病原体,并且因其对抗生素的耐药性而臭名昭著。耐甲氧西林沙门氏菌感染。金黄色葡萄球菌菌株(MRSA)经常与医院相关,通常用糖肽抗生素万古霉素或替考拉宁或脂肽抗生素达托霉素治疗。不幸的是,MRSA菌株能够获得突变,这些突变不可避免地赋予对万古霉素的中间抗性(VISA表型)和对达托霉素的完全抗性。还已经证明,这些菌株也更好地保护免受构成先天免疫系统的天然抗生素的阳离子肽(例如,G.抗微生物肽LL-37)。本项目将对S.金黄色葡萄球菌VC 40,其显示对两种抗生素的完全抗性(万古霉素MIC:64 μg/ml和达托霉素MIC:4 μg/ml)。该菌株的全基因组测序显示编码组氨酸激酶VraS和WalK的基因发生突变。这两种蛋白质都位于细胞膜上,作为传感器蛋白发挥作用,响应迄今为止尚未识别的信号,控制细胞包膜相关过程。基因表达谱分析表明,在菌株VC 40中由这些激酶调节的基因的表达增加。将VraS激酶(VraS(VC 40))中存在的突变重建到易感的S.金黄色葡萄球菌NCTC 8325背景导致对万古霉素、替考拉宁和达托霉素的抗性显著增加,MIC超过这些抗生素的折点,从而产生VISA(万古霉素中间抗性S. aureus)菌株。S. aureus VC 40以及菌株NCTC 8325的vraS突变体的特征在于细胞壁增厚和自溶活性降低。为了进一步描述这种耐药机制并深入了解VraSR和WalRK系统对细胞壁结构的影响,该项目将分析菌株VC 40及其后代、临床分离株以及过表达VraSR和WalRK的菌株中细菌细胞壁聚合物肽聚糖、磷壁酸和脂磷壁酸的组成。此外,将研究控制胞壁素的周转的自溶酶的活性及其在抗性中的作用,以及菌株的膜和细胞外蛋白质组成。该项目将试图提出一个全面的VISA细胞壁结构和代谢模型,由VraSR和WalRK介导。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professorin Dr. Gabriele Bierbaum其他文献

Professorin Dr. Gabriele Bierbaum的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professorin Dr. Gabriele Bierbaum', 18)}}的其他基金

The impact of bacterial activity on decay and fossilization of arthropods: An experimental approach
细菌活动对节肢动物腐烂和石化的影响:一种实验方法
  • 批准号:
    396704301
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
The mechanisms of evolution of antibiotic resistance in Staphylococcus aureus
金黄色葡萄球菌抗生素耐药性进化机制
  • 批准号:
    195232658
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Novel ribosomally synthesized peptide antibiotics from microbial genomes
来自微生物基因组的新型核糖体合成肽抗生素
  • 批准号:
    77063807
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Resistenzmechanismen gegen Antibiotika mit der Zielstruktur Lipid II
具有目标结构Lipid II的抗生素的耐药机制
  • 批准号:
    5452589
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Charakterisierung des Zellwandbiosynthesekomplexes und der Vancomycinresistenz in Staphylokokken
葡萄球菌细胞壁生物合成复合物的表征和万古霉素耐药性
  • 批准号:
    5192310
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Destruction, decay, and preservation: Early fossilization of leaf compressions
破坏、腐烂和保存:叶压缩物的早期石化
  • 批准号:
    465275616
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
The role of microbes and biofilms in leaf fossilization
微生物和生物膜在叶子石化中的作用
  • 批准号:
    465275390
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Evolution and selection of resistant bacteria in the presence of subinhibitory concentrations of micropollutants
微污染物亚抑制浓度下耐药细菌的进化和选择
  • 批准号:
    462477863
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units

相似国自然基金

全细胞疫苗Cell@MnO2的乳腺癌术后免疫响应监测与放射免疫治疗研究
  • 批准号:
    QN25H220002
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
染色体外环状DNA以cell-in-cell途径促进基因横向传递和扩增的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
GMFG/F-actin/cell adhesion 轴驱动 EHT 在造 血干细胞生成中的作用及机制研究
  • 批准号:
    TGY24H080011
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于In-cell NMR策略对“舟楫之剂”桔梗中引经药效物质的快速发现研究
  • 批准号:
    82305053
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
  • 批准号:
    82371634
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
骨髓ISG+NAMPT+中性粒细胞介导抗磷脂综合征B细胞异常活化的机制研究
  • 批准号:
    82371799
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
利用CRISPR内源性激活Atoh1转录促进前庭毛细胞再生和功能重建
  • 批准号:
    82371145
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
IL-4协同精氨酸优化种植初期巨噬细胞胞葬作用和成骨微环境的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370923
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
胆固醇合成蛋白CYP51介导线粒体通透性转换诱发Th17/Treg细胞稳态失衡在舍格伦综合征中的作用机制研究
  • 批准号:
    82370976
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Investigation of a cause of smooth-muscle-cell massive cell death and intrinsic tissue collapse by time-lapse analysis of vascular-wall mechanical fields
通过血管壁机械场的延时分析研究平滑肌细胞大量细胞死亡和内在组织崩溃的原因
  • 批准号:
    23H03715
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Functional analysis of a novel cell envelope integrity protein in Brucella ovis
绵羊布鲁氏菌新型细胞包膜完整性蛋白的功能分析
  • 批准号:
    10749426
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
High-sensitivity micro analysis of woody plant cell wall lignins by 13C labeling and non-thermal microdissection
通过 13C 标记和非热显微切割对木本植物细胞壁木质素进行高灵敏度微分析
  • 批准号:
    23H02275
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Comprehensive Analysis of Best Practices for Clinical Testing of Malignant Pleural Effusion Specimens
恶性胸腔积液标本临床检测最佳实践综合分析
  • 批准号:
    10703794
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Evaluation and application of binding ability between mycotoxin and lactic acid bacteria cell wall components using kinetic analysis.
动力学分析评价霉菌毒素与乳酸菌细胞壁成分结合能力及应用
  • 批准号:
    22K05515
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Comparative structural and functional analysis of Pseudomonas aeruginosa inhibitor of vertebrate lysozyme paralogs
脊椎动物溶菌酶旁系同源物铜绿假单胞菌抑制剂的比较结构和功能分析
  • 批准号:
    10410804
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Analysis of cell wall remodeling of filamentous fungi focusing on the functions of alpha-1,3-glucanases
聚焦α-1,3-葡聚糖酶功能分析丝状真菌细胞壁重塑
  • 批准号:
    22K15464
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Quantitative analysis of growth in a streamlined obligate intracellular pathogen
流线型专性细胞内病原体生长的定量分析
  • 批准号:
    10361525
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Arabidopsis Seed Coats as a Model System for Molecular Genetic Analysis of Plant Cell Wall Biosynthesis and Modification
拟南芥种皮作为植物细胞壁生物合成和修饰分子遗传分析的模型系统
  • 批准号:
    RGPIN-2017-03812
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Quantitative analysis of growth in a streamlined obligate intracellular pathogen
流线型专性细胞内病原体生长的定量分析
  • 批准号:
    10188728
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了