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结核分枝杆菌蛋白芯片应用分享
时间:2018-12-27 15:46:44

  结核分枝杆菌蛋白芯片简介

首张结核分枝杆菌全蛋白质组芯片是由中科院生物物理所、上海交通大学、中科院武汉病毒所、广东省结核病控制中心、中科院武汉水生生物所、上海市疾病预防控制中心和广东体必康生物科技有限公司等单位的专家共同构建,并在广州博翀生物科技有限公司实现商业化,这也是全球目前唯一一种基于重组蛋白的结核杆菌蛋白芯片产品。

该结核杆菌蛋白质组芯片(MTB proteome microarray)涵盖了95%的结核分枝杆菌蛋白,共4262个蛋白质,该芯片在寻找蛋白靶标、小分子靶标等方面发表了一系列文章,还可以研究病原宿主相互作用网络。

 

1. 结核杆菌蛋白芯片的构建及质控图

 



结核分枝杆菌蛋白芯片应用

1. 血清学研究

  目前结核病诊断标识物如ESAT-6CFP-10Ag85已开发成ELISPOT方法用于临床检测,但是其还不能够作为区分病人和的健康人诊断依据。为了寻找更好的结核病诊断标识物,Deng等人基于结核分枝杆菌蛋白质组芯片系统筛选了189结核病人和150结核病发病后康复人血清,发现了14个可以区分结核病人和康复患者的标识蛋白,为结核病的防控提供了新方法。

 

(A)血清蛋白荧光标记并进行芯片反应;(B)样本具体信息;(C)芯片检测聚类分析。

Deng J, et al. Mycobacterium tuberculosis proteome microarray for global studies of protein function and immunogenicity [J]. Cell Reports, 2014, 9(6):2317

 



2. 蛋白与蛋白互作

上海交通大学陶生策研究团队,利用肺结核分枝杆菌蛋白组芯片构建了首个肺结核分枝杆菌丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STPK)蛋白相互作用网络。

为了系统地研究STPK-蛋白相互作用,他们纯化全部11种带有GSTV5亲和标签的STPK,将纯化好的激酶与结核分枝杆菌蛋白质组芯片进行孵育,进行生物学信息分析确定与STPK相互作用的蛋白质。

 

 

更多详情请戳: 

Wu F L, et al. The Ser/Thr Protein Kinase Protein-Protein Interaction Map of M. tuberculosis [J]. Molecular & Cellular Proteomics Mcp, 2017, 16(8):mcp.M116.065771. 

 



3. 蛋白与小分子互作

结核分枝杆菌对吡嗪酰胺的耐药性大多数是由pncA突变引起或少部分由rpsApanDclpC1突变引起,但也有不是因为基因突变引起,此前有报道证明在结核分枝杆菌中吡嗪酸被外排。复旦大学的张颖教授团队用MtbProt结核分枝杆菌全蛋白质组芯片进行了吡嗪酸结合研究,并确定了结合吡嗪酸的四种外排蛋白Rv0191Rv3756cRv3008Rv1667c

 

更多详情请戳:

 Zhang Y, et al. Identification of novel efflux proteins Rv0191, Rv3756c, Rv3008 and Rv1667c involved in pyrazinamide resistance in Mycobacterium tuberculosis [J]. Antimicrob Agents Chemother, 2017, 61(8):AAC.00940-17.

 



4. 病原菌与宿主相互作用

上海交大实验室团队发明并利用结核杆菌蛋白质组芯片筛选人巨噬细胞裂解液反向鉴定结核杆菌效应子的高通量方法SOPHIE (Systematic unlocking of Pathogen and Host Interacting Effectors),利用该方法发现结核杆菌重要的效应子蛋白BfrB,并揭示其抑制人体免疫反应的分子机制。

该方法最大的创新点是利用结核杆菌芯片上蛋白的位置信息,模拟结核杆菌入侵人体细胞的微环境,以裂解物混合标记进行差异筛选,并通过反向验证夯实结核杆菌效应子的角色。

 

 

更多详情请戳:

Systematic Identification of Mycobacterium tuberculosis Effectors Reveals that BfrB Suppresses Innate Immunity [J]. Molecular & Cellular Proteomics, 2017, 16(12):mcp.RA117.000296.

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