《Nature Communications》：ClpC1-targeting peptide natural products differentially dysregulate the proteome of Mycobacterium tuberculosis
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本研究针对结核分枝杆菌蛋白质质量控制系统中尚未充分探索的ClpC1:ClpP1P2蛋白酶靶点，通过整合定量蛋白质组学、CRISPRi敲低等技术，揭示了ecumicin、ilamycin和cyclomarin三种天然产物虽结合相同靶点但产生差异化降解效应的新机制，特别是发现ecumicin与Hsp20的新型相互作用及ilamycin/ecumicin规避ClpC2救援通路的特性，为开发精准靶向蛋白质质量控制系统的抗结核药物提供了新策略。
结核病至今仍是全球重大公共卫生威胁，而结核分枝杆菌的耐药性问题日益严峻，亟需开发新型作用机制的抗生素。当前结核病治疗面临两大挑战：一是现有药物靶点单一易产生耐药性，二是针对细菌特有生物学过程的靶向策略开发不足。在这一背景下，结核分枝杆菌的蛋白质质量控制系统成为备受关注的新靶标，其中ClpC1:ClpP1P2蛋白酶复合物作为调控应激反应和蛋白降解的核心组件，其生物学独特性为药物研发提供了理想切入点。
研究人员在《Nature Communications》发表的最新研究中，聚焦三种具有显著抗结核活性的天然产物——ecumicin、ilamycin（亦称rufomycins）和cyclomarin，这些化合物虽均靶向ClpC1伴侣蛋白，但其在临床相关结核分枝杆菌菌株中产生的表型差异机制始终成谜。为解析这一科学问题，研究团队构建了多组学联动的分析框架，通过定量蛋白质组学动态监测蛋白降解谱式，结合CRISPRi基因敲低验证靶点特异性，并辅以生物物理手段确认分子互作关系。
关键技术方法包括：定量蛋白质组学用于全蛋白组动态分析；CRISPRi基因敲低技术靶向验证ClpC1功能；等温滴定量热法等生物物理方法检测化合物与靶点结合亲和力；生物信息学整合多组学数据；转录组学分析应激响应通路。研究使用临床分离的结核分枝杆菌菌株作为实验样本。
差异化蛋白降解机制的发现
通过系统比较三种化合物处理的蛋白质组动态变化，研究发现尽管它们共享ClpC1结合靶点，但引发的底物降解谱存在显著差异。特别值得注意的是，cyclomarin强烈激活ClpC2救援通路，而ecumicin和ilamycin则巧妙规避了这一细菌自我保护机制，这直接解释了其更强的杀菌活性。
ecumicin与Hsp20新型相互作用的揭示
研究首次发现ecumicin能与应激响应伴侣蛋白Hsp20发生直接相互作用，这一意外发现揭示了天然产物可能通过多靶点协同发挥作用的新模式，为设计复合靶向策略提供了分子基础。
蛋白质组重塑的特异性规律
通过生物信息学分析降解蛋白的功能富集，发现三种化合物对应激响应伴侣蛋白网络、代谢通路等产生差异化调控，其中ilamycin对能量代谢相关蛋白的降解最为显著，而ecumicin对折叠伴侣蛋白的影响尤为突出。
研究结论表明，靶向同一蛋白复合物的不同天然产物可通过差异化调控底物降解实现功能特异性，这种"同靶异效"现象为精准抗生素设计提供了新范式。更重要的是，规避细菌救援通路（如ClpC2）将成为评估候选化合物潜力的关键指标。该研究不仅深化了对ClpC1:ClpP1P2系统生物学功能的理解，更开辟了基于蛋白质质量控制网络调控的抗结核药物研发新路径，为应对耐药结核病挑战提供了创新思路。
