基于泛基因组学和消减蛋白质组学挖掘新型抗诺卡氏菌药物靶点

【目的】诺卡氏菌是一种病原体,可引起人体的机会性感染,呈全球性分布。近年来发现诺卡氏菌对常用药物已产生耐药性,因此,挖掘新抗诺卡氏菌药物靶点、开发新药物具有迫切需求。【方法】取GenBank数据库中31株诺卡氏菌的全基因组序列,利用BPGA进行泛基因组学分析,利用消减蛋白组学筛选药物靶点。在此基础上,同源建模预测靶点蛋白的3D结构,采用DrugBank对靶点蛋白进行潜在药物的预测,并使用分子对接技术验证药物与靶点的结合活性。【结果】31株诺卡氏菌的泛基因组中有1421个核心蛋白,消减蛋白组学分析获得15个候选药物靶点蛋白。其中,OG1493蛋白的理化性质(氨基酸数目、分子量、等电点、总平均亲水性、脂肪指数和不稳定性指数Ⅱ等)最符合作为靶点蛋白的理化性质。运用DrugBank数据库筛选出Adenosine-5'-Rp-Alpha-Thio-Triphos⁃phate、alpha,beta-Methyleneadenosine 5'-triphosphate、Phosphoaminophosphonic Acid-Adenylate Ester、Radicicol、2-Hydroxyestradiol、p-Coumaric acid、Ethylmercurithiosalicylic acid等7个化合物可能会针对该靶点蛋白发挥抗诺卡氏菌作用,分子对接结果显示靶点与化合物结合力良好。经实验验证发现根赤壳霉素可能是针对该靶点的抗诺卡氏菌药物。【结论】泛基因组学和消减蛋白质组学可应用于挖掘新型抗诺卡氏菌药物靶点。

一株抗革兰阳性菌的戈登氏菌WA4-43全基因组测序与分析

蜚蠊肠道来源WA4-43为首次发现具有抗革兰阳性菌的戈登氏菌,对其进行全基因组测序和比较基因组分析,获得菌株与其他戈登氏菌的共性和差异性,为后续研究提供基础。菌株WA4-43仅对革兰阳性菌具有抑制活性;通过形态特征和分子生物学鉴定,初步鉴定菌株WA4-43为Gordonia terrae;全基因组生物信息学分析表明该菌株基因组大小为5.44 Mb,GC含量为67.76%,含有4 963个蛋白编码基因,其中GO、COG、KEGG数据库中分别注释3 563、4 178、1 870个基因;antiSMASH预测获得8个类型共13个次级代谢产物基因簇,同源性平均值为(22.67±24.72)%,并运用PRISM 4预测了基因簇合成化合物;比较基因组分析发现G. terrae基因簇较为保守,但同源性均显著低于已知基因簇,具有合成新颖化合物的潜力。

基于转录组学的Vip3Aa杀美洲大蠊的作用机制研究

美洲大蠊Periplaneta americana是常见的家居害虫,前期研究发现营养期杀虫蛋白3Aa(Vegetative insecticidal proteins 3Aa,Vip3Aa)蛋白具备杀美洲大蠊作用,但其机制尚不明确。本研究对美洲大蠊饲喂Vip3Aa蛋白后,进行中肠转录组分析,所得raw data过滤获得44.60 Gb Clean Data。通过生物信息学分析,共注释了23470条基因,发掘新基因5757个。与对照组比较,共获得2302个差异表达基因,其中1539个上调、763个下调。KEGG分析表明,差异基因主要涉及调控溶酶体、其他多糖降解、淀粉和蔗糖代谢、糖胺聚糖降解、昆虫激素合成、鞘糖脂生物合成、药物代谢和凋亡等信号通路,其中溶酶体相关差异表达基因50个,凋亡相关差异表达基因21个。透射电镜和Hoechst 33342染色显示,Vip3Aa给药后,中肠上皮细胞出现凋亡典型的形态改变,线粒体肿胀、空泡、破裂,出现大量次级溶酶体,可见部分细胞的细胞核凝集、固缩、荧光强度增加。结果表明Vip3Aa蛋白可能通过上皮细胞溶酶体-线粒体损伤介导凋亡通路的激活,发挥杀美洲大蠊作用。

戈登氏菌属放线菌的研究进展

戈登氏菌属(Gordonia)放线菌是一类棒状稀有放线菌。自Tsukamura于1971年首次发现以来,目前共分离纯化获得41个有效种。这些菌株广泛分布于红树林根际、油井、碳氢化合物污染的土壤、废水和患病的人类中。戈登氏菌的生物转化功能、生物降解功能和活性物质合成能力,使这些细菌在新药开发、环境修复方面具有潜在的用途。本文对戈登氏菌属放线菌的建立、分类学特征、生物活性物质、生物降解功能等进行了系统综述,以期为推进戈登氏菌属资源的高质量开发奠定基础。