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解析Mycobacterium abscessus VapBC5系统结构及功能，发现其异源四聚体2:2组装，界面局部不对称，抗毒素VapB5通过氢键网络抑制毒素活性。功能实验表明VapC5促进氟喹诺酮抗生素耐受，而VapB5可逆转此表型。筛选出有效抗毒素多肽并验证其在分枝杆菌体系中的调节作用。
杨胜|郑淑萍|冯志华|林淼芳|刘敏|蒋祖谦|陈琪
福建省天然免疫生物学重点实验室，华南生物医学研究中心，福建师范大学旗山校区生命科学学院，福建省福州市学院镇，350117，中国
摘要
毒素-抗毒素（TA）系统有助于细菌应激适应和持续生存，然而来自Mycobacterium abscessus的VapBC5模块的结构和调控特征尚未完全明确。在这里，我们采用综合结构和功能方法对VapBC5毒素-抗毒素系统进行了表征。VapBC5复合物被共表达、纯化并结晶，其结构在2.24 ?分辨率下得到确定，显示出异源四聚体的2:2组装方式，并具有局部不对称的界面。抗毒素VapB5的C末端区域通过广泛的氢键和盐桥与VapC5毒素结合，这抑制了毒素的活性。基于结构的突变研究表明，VapBC5界面的稳定性依赖于一个协同且分布式的相互作用网络，需要破坏多个抗毒素-毒素接触点才能在体内释放VapC5的活性。在异源Escherichia coli模型中的功能实验表明，VapC5能够促进细菌在氟喹诺酮类抗生素压力下的耐受性，而VapB5则能抵消这种表型。首先在E. coli中筛选出抗毒素衍生的肽段，随后在实验室M. abscessus菌株中对其进行评估，发现该肽段可以减弱与VapC5相关的持续生存相关表型。这些发现共同阐明了VapBC5调控的结构基础，并支持使用抗毒素衍生的肽段作为分子探针来调节分枝杆菌中的毒素-抗毒素相关抗生素耐受性。
章节摘录
引言
Mycobacterium abscessus（Mab）是一种广泛存在于环境中的机会性病原体，主要感染肺部、皮肤和软组织[1]。它对囊性纤维化患者构成特别威胁，常导致难以治疗的持续感染，伴随较高的发病率和死亡率[2]、[3]。与Mycobacterium tuberculosis不同，后者通常在获得耐药性之前对一线药物敏感，而Mab则表现出...
VapC5毒素蛋白在放线菌中广泛存在
为了研究VapC5毒素及其同源蛋白在原核生物中的分布，使用VapC5的氨基酸序列在UniProt数据库中进行BLAST搜索[19]、[20]。共检索到250个同源序列，其中包括多个含有PilT样结构的蛋白质。这些序列经过比对后，使用MEGA11软件中的邻接法构建了系统发育树[21]，并通过iTOL工具进行了进一步优化和可视化
讨论
在本研究中，我们结合了比较序列分析、结构生物学和功能实验来表征Mycobacterium abscessus的VapBC5毒素-抗毒素系统，并探讨了其在细菌持续生存相关表型中的作用。VapC5同源蛋白在放线菌中的广泛保守性，包括重要的临床分枝杆菌病原体，强调了VapBC类型模块的进化稳定性，这与其在应激适应中的功能一致
化学品和试剂
LB肉汤、LB琼脂以及其他常规微生物培养基购自Lanbolide（中国）。氨苄西林、卡那霉素、左氧氟沙星、异丙基β-D-1-硫代半乳吡喃糖苷（IPTG）、咪唑、甘油和Tris-HCl购自Solarbio（北京，中国）或Sangon Biotech（上海，中国）。镍-硝基三乙酸（Ni2+–NTA）琼脂糖树脂购自GE Healthcare。β-巯基乙醇、苯甲磺酰氟（PMSF）及其他分析级试剂也来自相应供应商CRediT作者贡献声明
杨胜：撰写初稿、方法设计、实验实施、资金获取、数据分析、概念构建。郑淑萍：实验实施、数据管理。冯志华：资源提供、实验协助。林淼芳：资源提供、实验协助。刘敏：撰写、审稿与编辑、项目监督。蒋祖谦：数据可视化、数据分析。陈琪：撰写、审稿与编辑、项目监督。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
