肺炎链球菌StkP激酶与β-内酰胺类抗生素结合能力及耐药相关性分析

目的 确定肺炎链球菌丝氨酸/苏氨酸激酶StkP与耐药相关性及其胞外区与β-内酰胺类抗生素结合的能力.方法 采用插入失活法构建肺炎链球菌ATCC6306株stkP基因敲除（ΔstkP）突变株.采用E-test检测青霉素（PCN）和头孢噻肟（CTX）对Δstkp突变株及其野生株的最低抑菌浓度（MIC）.采用生物信息学软件确定肺炎链球菌ATCC6306株丝氨酸/苏氨酸激酶编码基因（stkP）胞外区（EC-StkP）、构建EC-StkP三维空间结构模型、分析EC-StkP结构与功能关系.采用PCR扩增stkP基因胞外区片段（EC-stkP）,T-A克隆后测序.构建EC-stkP原核表达系统,SDS-PAGE联合凝胶图像分析系统检查目的重组蛋白（EC-rStkP）表达情况,Ni-NTA亲和层析法提纯EC-rStkP.采用等温滴定量热法（VT-ITC）和表面等离子共振法（Biacore）检测EC-rStkP与PCN和CTX结合能力.结果 肺炎链球菌ATCC6306株对PCN和CTX敏感（MIC=0.06和0.12 μg/ml）,但ΔstkP突变株对PCN和CTX高度耐药（MIC=16和32 μg/ml）.肺炎链球菌ATCC6306株StkP C端295 aa片段为胞外区,该胞外区有4个青霉素结合蛋白和丝氨酸/苏氨酸激酶相关（PASTA）功能结构域.克隆的stkP胞外区序列与GenBank中相应基因核苷酸和氨基酸序列相似性分别为99.6%和100%.构建的EC-stkP原核表达系统可表达可溶性EC-rStkP.PCN和CTX均能与EC-rStkP结合,但后者结合EC-rStkP能力强于前者.结论 肺炎链球菌stkP基因与β-内酰胺类抗生素耐药性密切相关,其表达产物丝氨酸/苏氨酸激酶StkP具有识别并结合β-内酰胺类抗生素的能力.