蛋白质内含子—结核杆菌的新药物靶点及其抑制作用

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目的结核杆菌中三种重要的酶RecA、DnaB和SufB是以非活性的前驱蛋白形式表达,经过蛋白质内含子(Intein)的蛋白剪接作用组装成为成熟的具有活性的蛋白质。抑制Intein的功能将使结核杆菌无法产生具有活性的酶,从而抑制结核杆菌的生长。因而Intein抑制剂可望成为一种新型的抗结核药物的发展方向,成为克服结核病对现有药物的耐药性的手段。我们根据Intein的蛋白质结构和活性中心的氨基酸残基特型,设计、合成并实验了数十种不同金属配合物对Intein的抑制作用,获得了效率较高的Intein抑制剂,可以较好地抑制结核杆菌的生长,IC50约为10μM,与现有的结核药物的抑制效率相当。方法采用绿色荧光蛋白与Intein的融合蛋白(GFPN-Intein-GFPC)研究抑制剂对Intein体外活性的抑制作用;采用胸腺嘧啶合成酶与Intein的融合蛋白(TSN-Intein-TSC)实验抑制剂对大肠杆菌内的Intein的活性的抑制作用;在此基础上,选择具有高抑制效率的化合物,实验对结核杆菌的生长抑制作用;通过转入外源基因的方法验证抑制剂在结核杆菌内的作用位点。结果体外实验表明,所设计的化合物中,化合物表现出了不同得Intein抑制作用,其中P0810活性最高,IC50约为3μM;大肠杆菌模型上的实验表明,多数体外活性的的化合物在细菌上不具活性,其中P0810仍有较高的Intein活性抑制作用,IC50约为8μM;对结核杆菌实验表明,P0810具有很好的抑制作用,IC50约为10μM;通过转入外源DNA,证实抑制剂在结核菌中作用于Intein。结论 Intein抑制剂能够有效地抑制结核菌的生长,并举备一些独特的优势。作为新型药物靶点,Intein抑制剂与现有的抗结核药物不会有交叉耐药性;抑制剂作用于酶的前体蛋白,因而酶的突变不会影响Intein抑制剂的作用,难以产生耐药性;人体以及相关的细菌内没有Intein。
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