脓肿分枝杆菌MBT结构鉴定与比较演化分析

作     者：薛松 范殊璇 史君涵 傅翔 邓子新 马伟 XUE Song;FAN Shuxuan;SHI Junhan;FU Xiang;DENG Zixin;MA Wei

作者机构：上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 上海交通大学生命科学技术学院上海200240 

出 版 物：《微生物学通报》 (Microbiology China)

年 卷 期：2022年第49卷第11期

页      面：4848-4859页

核心收录：

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100103[医学-病原生物学] 10[医学] 

基　　金：2021上海大学生科技创新创业支持项目(AX-2111) 上海科技发展基金会项目 上海交通大学多学科交叉项目培育(转化)(YG2021QN38) 科技部重点专项(2018YFE0102400) 

主　　题：脓肿分枝杆菌 铁载体 分枝杆菌素 羧基分枝杆菌素 系统发育 

摘      要：【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17(MBT)、C4-8(cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl3,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1、mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(***)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(***)或耻垢分枝杆菌(***)(基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,***、***、***等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4C,而***、***、***和***等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-c MBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。