核糖體蛋白RpsA的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、結(jié)核分枝桿菌感染引起的結(jié)核病(tuberculosis)仍然是全球致死率最高的傳染性疾病之一。隨著全球耐多藥結(jié)核菌株的出現(xiàn)和蔓延，迫切需要尋找新藥靶和研發(fā)新藥。抗結(jié)核病一線藥物吡嗪酰胺(pyrazinamide，PZA)是聯(lián)合用藥中不可缺少的一個組分，可以殺死潛伏期或緩慢復(fù)制期的結(jié)核分枝桿菌，把治療周期由9-12月縮短為6個月。PZA的活性形式吡嗪酸(pyrazinoic acid，POA)能夠抑制結(jié)核分枝桿菌核糖體蛋白RpsA(MtR

2、psA)與tmRNA的相互作用，導(dǎo)致反式翻譯過程(trans-translation)的終止。由于哺乳細(xì)胞中不存在tmRNA，因此反式翻譯過程成為極具發(fā)展?jié)摿Φ难邪l(fā)抗結(jié)核病藥物的新靶標(biāo)。目前，POA抑制反式翻譯過程的分子機(jī)制尚不清楚。
　　本論文詳細(xì)分析了MtRpsA與POA的相互作用，發(fā)現(xiàn)POA特異性的靶向MtRpsA的第4個S1-domain（位于C-terminal結(jié)構(gòu)域）。為了揭示POA與MtRpsA相互作用的分子機(jī)制以及

3、RpsA的C-terminus的氨基酸突變產(chǎn)生PZA耐藥性的原因，本論文首次報道了MtRpsA蛋白的C-terminal結(jié)構(gòu)域(MtRpsACTD)、MtRpsACTD-POA復(fù)合物以及兩個與PZA耐藥性突變相關(guān)的蛋白MtRpsAΔA438和MsRpsA的C-terminal結(jié)構(gòu)域(MtRpsAΔA438CTD和MsRpsACTD)的晶體結(jié)構(gòu)。通過對MtRpsACTD-POA復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)，POA靶向MtRpsA主要是通過氨基

4、酸Lys303、Phe307、Phe310、Glu318和Arg357介導(dǎo)的氫鍵和疏水作用進(jìn)行的，其中Phe307、Phe310和Arg357是參與tmRNA結(jié)合的保守氨基酸。對比MtRpsACTD和MtRpsACTD-POA的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，MtRpsACTD結(jié)合POA后引起了S1-domain的β2、β3和β5的構(gòu)象產(chǎn)生較大的變化，進(jìn)一步破壞了MtRpsA與tmRNA的相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致反式翻譯過程的終止。基于ITC、EMSA、NMR