PNAS | PurA是天然产物aurodox的主要靶标

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分享一篇发表在PNAS的文章:PurA is the main target of aurodox, a type III secretion system inhibitor.文章的通讯作者是北里大学的Yukihiro Asami教授和Satoshi Ōmura教授,前者主要研究方向是微生物天然产物和开发抗生素,后者是2015年诺贝尔生理学或医学奖得主之一,其主要研究方向是筛选和分离天然产物。

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微生物耐药性是全球健康面临的巨大威胁之一,因此需要开发尽可能不会引起病原体耐药性的抗生素。作者之前的工作中把目光主要集中在了革兰氏阴性菌的III型分泌系统,该系统主要负责把转位子和效应蛋白运输到宿主细胞中,其对于疾病过程是不可或缺的,但是其本身不是细菌存活所必需的,因此针对这一系统开发的抗生素也许会降低耐药细菌的产生。作者之前筛选到一种天然产物aurodoxAD),其可以有效地抑制小鼠的细菌感染,但是尚不清楚其分子靶标,这里作者集中在探究AD的蛋白靶标。
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首先作者通过对AD的抑菌能力和抗溶血能力进行测试,发现其抗溶血能力显著优于抑菌能力,表明其抑制小鼠感染并不完全是通过杀死细菌导致的,因此作者想知道其蛋白靶标是什么。作者将AD与带有光交联基团的琼脂糖珠连接,构建了可以富集AD相互作用蛋白的beads,随后通过切胶回收明显的蛋白条带,进行MALDI-TOF/MS分析,证明了其中的一个蛋白是腺苷酸基琥珀酸合成酶(PurA)。
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之后作者通过敲除PurA证明了其是III型分泌系统介导的溶血活性所必需的,并且其敲除与AD处理都可以观察到III型分泌蛋白EspA/B/D的减少,表明PurA缺失会抑制III型分泌蛋白的产生。随后作者通过合成生物素化PurA,结合生物层干涉测量(BLI)证明了ADPurA是直接结合的,并且具有较强的亲和力。最后作者将野生型和PurA缺失的啮齿念珠菌接种到小鼠中,证明了PurA的缺失会导致啮齿念珠菌对小鼠毒力的下降。
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总之,作者通过质谱以及遗传手段证明了天然产物AD的蛋白靶标是PurA,并首次发现PurAIII型分泌系统中起着重要作用,这为后续抗生素的开发提供了新的见解。
本文作者:WXH
责任编辑:FTY
文章链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2322363121
原文引用:DOI: 10.1073/pnas.2322363121

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