肺炎克雷伯菌新德里金属β-内酰胺酶结构功能分析

目的:描述新出现的肺炎克雷伯菌超级耐药酶-新德里金属β-内酰胺酶(NDM-1)氨基酸序列的结构功能特征,及时提供潜在有用的超抗细菌诊断、预防、抗生素的协同治疗药物研制和分子流行病学信息。方法:采用生物信息频谱分析平台,对NDM-1氨基酸序列进行结构和功能及活性多肽特性的研究,包括ClustalW、MEGA、Modeller和PyMOL等方法。结果:NDM-1的核苷酸和氨基酸序列与亲缘关系较近的意大利维罗纳金属β-内酰胺酶(VIM-1)的相似性分别为44.6%和32.6%,同源性较低。所分析的NDM-1的270个氨基酸区域有共同的信息频谱特征,其主峰特征为F(0.20743,),显示了NDM-1的共同作用模式。对NDM-1预测的N110D和D199G氨基酸残基变异明显增加了F(0.2074)的特征峰高,可能对抗生素作用的模式有较大正影响;预测的G69D和D192G氨基酸残基变异明显减小了F(0.2074)的特征峰高,可能对抗生素作用的模式有较大负影响。NDM-1的78-104位区域是细菌/抗生素反应活性热点,它的许多残基分布在该酶同源建模3D结构的表面。同源建模显示NDM-1特有的4个氨基酸短肽在该酶3D结构的表面。NDM-1和金属锌离子的结合位点具有金属β-内酰胺酶B1亚型的保守性。结论:这些数据和信息较深层次地显示了新出现的NDM-1酶的结构和功能特点、相关的氨基酸的预测变异和活性多肽的同源建模的3D分布。可为今后预防和处置NDM超抗细菌的感染和流行,扩展鉴别潜在的治疗和诊断的分子靶标,提供分子生物学基础。

基于霍乱毒素B亚单位结构功能分析的霍乱弧菌基因分型

目的:描述和分类自然发生的霍乱毒素B亚单位DNA和蛋白序列的多态性,及时提供潜在有用的霍乱诊断、疫苗研制和流行病学信息。方法:采用生物信息频谱分析平台,同时包括Clustal W,MEGA和PyMOL分析法,对245个霍乱毒素B亚单位DNA和蛋白序列进行结构和功能及基因分型特性的研究。结果:所分析的霍乱毒素B亚单位的103个氨基酸区域有共同的信息频谱特征,其主峰特征为F(0.3333,19),显示了霍乱菌株的霍乱毒素B亚单位的共同作用模式。霍乱毒素B亚单位蛋白的T68I氨基酸残基关键变异明显增加了F(0.3333)的特征峰高,可能对"人类"作用的模式有较大影响。经过系统聚类分析,发现了19个霍乱毒素B亚单位DNA序列多态。基于以上结果和流行病学资料,提出了19个霍乱弧菌的霍乱毒素B亚单位基因型。霍乱弧菌古典生物型参考株(569B)的霍乱毒素B亚单位基因型为1a(CTBgenotype 1a)。霍乱弧菌埃尔托生物型参考株(N16961)和霍乱弧菌O139血清群的参考株(4260B)的霍乱毒素B亚单位基因型都为2a(CTB genotype 2a)。结论:以上内容可对霍乱毒素B亚单位DNA和蛋白序列的多态性提供更好的理解;提供了对霍乱毒素B亚单位分子变异监测的一个技术和方案;可为今后预防和处置霍乱弧菌的感染和流行,进一步扩展了鉴别潜在的免疫、治疗和诊断的分子靶标的可能性。