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结核分枝杆菌磷酸葡糖胺变位酶 (GlmM) 的功能研究
结题报告
批准号:
30970067
项目类别:
面上项目
资助金额:
30.0 万元
负责人:
马郁芳
依托单位:
学科分类:
C0102.微生物生理与生化
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
臧师竹、李爽、金越、杨光、周妍、宋宇、吴冬婷、徐立铭、叶理
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中文摘要
结核分枝杆菌细胞壁的结构独特。分枝菌酸-聚阿拉伯半乳糖通过衔接二糖 (L-鼠李糖-N-乙酰葡糖胺) 与肽聚糖共价连接,因此,衔接二糖是维持结核分枝杆菌细胞壁完整性的重要组成结构。UDP-乙酰葡糖胺是衔接二糖中N-乙酰葡糖胺的糖基供体,又是肽聚糖的前体物。如果UDP-乙酰葡糖胺的生物合成受阻,必将影响细胞壁聚糖的合成及细胞壁结构的完整性,从而导致细菌的死亡。在UDP-乙酰葡糖胺形成过程中,结核分枝杆菌glmM (Rv3441c) 基因编码的磷酸葡糖胺变位酶 (GlmM) 催化葡糖胺-6-磷酸转变为葡糖胺-1-磷酸的反应,而人体细胞中不存在GlmM。本课题拟用基因敲除方法证明glmM是分枝杆菌生长的必需基因,以确定GlmM为抗结核新药的作用靶点;用反义RNA方法下调glmM基因表达,测定细胞壁中聚糖组分的变化,并用电镜观察细胞形态及其结构的变化;对纯化的GlmM进行酶促反应动力学特性的研究。
英文摘要
分枝杆菌具有特殊的细胞壁结构,其核心结构由分枝菌酸、聚阿拉伯半乳糖和肽聚糖三种大分子所构成。分枝菌酸-聚阿拉伯半乳糖通过L-鼠李糖-D-N-乙酰葡糖胺双糖衔接分子 (衔接二糖) 共价连接到肽聚糖大分子上。因此,双糖衔接分子是维持结核分枝杆菌细胞壁完整性的重要结构。双糖衔接分子中的D-N-乙酰葡糖胺由糖基供体UDP-N-乙酰葡糖胺提供,同时,UDP-N-乙酰葡糖胺也是肽聚糖糖链合成的前体分子。磷酸葡糖胺变位酶GlmM催化UDP-N-乙酰葡糖胺形成的第二步反应。目前,我们已完成了针对分枝杆菌GlmM酶的研究内容。(1) 鉴定了结核分枝杆菌Rv3441c和耻垢分枝杆菌MSMEG_1556是磷酸葡糖胺变位酶 (GlmM) 的编码基因glmM。(2) 构建了glmM基因敲除菌株LS2,LS2菌株在非允许温度条件下停止生长,且细胞形态发生明显的变化甚至发生裂解,确定glmM是分枝杆菌生长必需基因,GlmM是研发抗结核新药的作用靶点。(3) 构建了glmM反义RNA表达菌株,通过分析glmM反义RNA表达菌株中细胞壁糖组分、细胞形态和细胞结构的变化,说明GlmM蛋白表达量减少,使UDP-N-乙酰葡糖胺的生物合成降低,影响肽聚糖合成、聚阿拉伯半乳糖与肽聚糖的共价连接及细胞壁结构的完整性,最终导致细菌生长变缓及死亡。(4) 建立了快速、准确测定磷酸葡糖胺变位酶活性的DTNB化学显色法,并分析了结核分枝杆菌磷酸葡糖胺变位酶的酶促反应特性,测定了酶促反应动力学常数。将DTNB化学显色法优化成高通量筛选GlmM酶和GlmU乙酰基转移酶活性抑制剂的方法,为后续筛选GlmM和GlmU酶抑制剂奠定基础。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:--
期刊:物理学报, Acta Phys. Sin.60(4), 040701-1-6,2011
影响因子:--
作者:马郁芳;辛毅;周妍;张文利
通讯作者:张文利
DOI:--
发表时间:2011-04
期刊:物理学报, Acta Phys. Sin.60(4), 040701-1-6,2011
影响因子:--
作者:
通讯作者:
Identification of amino acids involved in catalytic process of M. tuberculosis GlmU acetyltransferase
结核分枝杆菌GlmU乙酰转移酶催化过程中涉及的氨基酸的鉴定
DOI:10.1007/s10719-012-9402-5
发表时间:2012-06
期刊:Glycoconjugate Journal
影响因子:3
作者:Yan Zhou;Wendan Yu;Qi Zheng;Yi Xin;Yufang Ma
通讯作者:Yufang Ma
DOI:10.1371/journal.pone.0042769
发表时间:2012
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Li S;Kang J;Yu W;Zhou Y;Zhang W;Xin Y;Ma Y
通讯作者:Ma Y
结核分枝杆菌GlmU乙酰基转移酶抑制剂的作用机制研究及抑菌效果评价
  • 批准号:
    81573469
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    马郁芳
  • 依托单位:
结核分枝杆菌GlmU的乙酰基转移酶和尿苷转移酶活性的研究
  • 批准号:
    30670454
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    马郁芳
  • 依托单位:
结核分枝杆菌dTDP-鼠李糖合成酶系的研究
  • 批准号:
    30270320
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    马郁芳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金