重要人兽共患病原猪链球菌酪氨酸激酶/磷酸酶组分Cps2B/C/D对荚膜合成及毒力的分子调控机制研究
批准号:
82072256
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
潘秀珍
依托单位:
学科分类:
病原细菌与感染
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
潘秀珍
中文摘要
2型猪链球菌(S.suis2)是一种重要的人兽共患病病原,感染人、畜可导致多种疾病且病死率极高,而其高致病性的分子机制尚不清楚。课题组前期发现酪氨酸磷酸化信号组分对CPS合成具有重要影响,为深入探明其调控机制,本研究拟在构建cps2B、cps2C、cps2D基因突变株和原核表达活性蛋白的基础上;利用体内、体外实验明确Cps2B/C/D三者之间的磷酸化与去磷酸化调控关系,利用质谱技术鉴定其关键磷酸化氨基酸位点。将RNA-seq转录组与iTRAQ蛋白组技术结合,筛选Cps2B、Cps2C、Cps2D调控的靶基因及靶底物蛋白,尤其是Cps2B/C/D与cps基因编码蛋白之间的磷酸化调控关系。本研究是对病原链球菌酪氨酸磷酸化信号机制的重要补充,将揭示Cps2B/C/D对细菌荚膜合成调控的分子机制,为S.suis特异性防治新药研发提供新思路和理论参考。
英文摘要
Streptococcus suis type 2 (s. suis 2) is an important zoonotic pathogen. Human and animal infections can cause a variety of diseases with a high fatality rate, and the molecular mechanism of its high pathogenicity is still unknown.The research group found that tyrosine phosphorylation signal components have an important influence on CPS synthesis. In order to explore its regulatory mechanism, this study intends to construct cps2B, cps2C and cps2D gene mutant strains.The phosphorylated kinases and phosphorylases activities of the recombinant proteins Cps2B, Cps2C and Cps2D were detected in vitro, the regulatory relationship between phosphorylation and dephosphorylation of Cps2B/C/D was identified, and the key phosphorylated amino acid sites were identified by mass spectrometry.The RNA-seq transcriptome was combined with iTRAQ proteome technology to screen Cps2B, Cps2C and Cps2D regulated target genes and target substrate proteins, especially the phosphorylation regulatory relationship between Cps2B/C/D and CPS gene coding proteins.This study is an important supplement to the tyrosine phosphorylation signaling mechanism of pathogenic streptococcus, and reveals the molecular mechanism of Cps2B/C/D in the regulation of bacterial capsular synthesis.It provides new ideas and theoretical references for S. suis specific prevention and treatment drug research and development.
2型猪链球菌(S. suis 2)是一类重要的人兽共患病病原,在我国曾多次暴发或散发S. suis 2感染人和家畜的病例,且病死率高,给养殖业及公共卫生安全带来极大威胁。而荚膜作为S. suis 2重要毒力因子,其合成过程的分子调控机制尚未阐明。本项目对S. suis 2荚膜合成基因座cps上下游基因进行生物信息学分析,发现cps 5’端存在一组重要的调控基因cps2B/C/D,其编码的酪氨酸激酶/磷酸酶系统可能对荚膜合成具有重要调控作用。通过同源重组成功获得了Δcps2B、Δcps2C和Δcps2D基因缺失突变株,并分析各突变株生物学表型发现:Cps2B/C/D中任一组分缺失均可导致荚膜显著减少或缺失、细菌生长阻滞以及细胞形态和分裂异常。结合体外细胞实验和体内小鼠感染模型发现:Cps2B/C/D缺失导致细菌对Hep2上皮细胞黏附能力增强,抗Raw264.7小鼠巨噬细胞吞噬能力减弱,全血存活能力减弱,致病力显著降低。结合生物信息学及体外激酶实验发现:Cps2C为酪氨酸激酶,兼具丝/苏氨酸激酶活性,其最大酶活力为128.4 IU,最适反应温度为37℃、最适pH值为6.5,最佳反应时间为100分钟;Cps2B羧基端的23个氨基酸残基可显著增强Cps2C激酶活性;Cps2D表现为酪氨酸磷酸酶活性。通过iTRAQ TMT定量磷酸蛋白质谱组学分析,在Δcps2B、Δcps2C和Δcps2D突变株中共鉴定了定量磷酸化差异位点1480个,定量磷酸化差异表达蛋白543个,通过COG/GO/KEGG/结构域等多层次聚类富集分析结合Cps2B/C/D各组分生物学特性,共筛选了38个关键核心靶蛋白,其下游靶蛋白主要涉及荚膜生物合成、细胞分裂以及糖类转运及代谢过程。原核表达并纯化5个Cps2B/C/D调控的关键底物蛋白,经体外激酶实验证实:Cps2C对鼠李糖基转移酶Cps2F和半乳糖基转移酶Cps2H存在直接磷酸化作用。因此,Cps2B/C/D可能通过对Cps2F和Cps2H的磷酸化作用调控S. suis 2荚膜的合成。本项目研究结果揭示了Cps2B/C/D系统通过对关键酶的磷酸化修饰进而调节荚膜合成过程的分子机制,阐明Cps2B/C/D对S. suis 2的生命活动及其致病性的影响,为深入研究S. suis 2的致病机制奠定基础。
人兽共患病原链球菌毒力调控因子CovR磷酸化机制研究
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批准号:81571965
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2015
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负责人:潘秀珍
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依托单位:
新现人兽共患病原菌猪链球菌组氨酸三聚体家族蛋白对细菌致病性的作用及促进细菌免疫逃避的机制研究
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批准号:81172794
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:潘秀珍
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依托单位:
重要人兽共患病原菌-2型猪链球菌中国强毒株反应调节因子CovR调控靶基因的筛选及其调节机制的研究
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批准号:81071317
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2010
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负责人:潘秀珍
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依托单位:
国内基金
海外基金