The Proteasome of Mycobacterium tuberculosis Is Required for Resistance to Nitric Oxide

                      SCIENCE,VOL 302,1963-1966,12 DECEMBER,2003.

Speaker:張振田

Commentator:余俊強  老師

摘要:

結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)是引起結核病的病原菌,根據 WHO的估計,目前全世界約有二十億人口受到感染.在感染的潛伏期,Macrophage 是對抗結核分枝桿菌的主要細胞.雖然已活化的Macrophage細胞內iNOS 會引發NO  以及RNIs(Reactive Nitrous Intermediates) 的產生,而NO 以及RNIs 對結核分枝桿菌的殺菌及抑菌效果比抗結核藥物還強,然而,還是有一部份的結核分枝桿菌可以長期存活並且可能再活化而造成疾病.為了了解哪些基因使得結核分枝桿菌可以對抗RNIs 的毒殺作用,首先,作者利用Transpon製造10,100株突變株, 分別放進糢擬細胞內產生RNIs的環境下篩選,最後一共選出十二株對於RNIs具高度敏感性的結核分枝桿菌突變株.經過DNA比對,其中五株分別屬於Rv2115c 與Rv2097c兩個基因的突變株. Rv2115c所編碼的蛋白質類似真核細胞Proteasome中AAA-ATPase 的結構,可以將摺疊的蛋白質打開. 而Rv2097c所編碼的蛋白質則是一個可以與Proteasome核心交互作用的proteasome accessory factor.接著,作者利用in vitro 以及 in vivo的實驗證實這些結核分枝桿菌突變株的確對於RNIs具高度敏感性.此外,作者也使用野生株的Rv2115c基因恢復Rv2155c-77突變株對抗RNIs的功能,並且利用proteasomal protease的抑制劑(MLN-273以及epoxomicin)在野生株製造出類似Rv2115c 與. Rv2097c突變株表型的結核分枝桿菌.雖然結核分枝桿菌Proteasome的功能與結構尚未完全明白, 作者推論Rv2115c 與Rv2097c的結構與功能類似真核細胞內的Proteasomal regulatory cape而與proteasomal protease 不同.由作者的實驗中可以得知結核分枝桿菌對抗RNIs時需要Proteasome.

參考資料:

1.     Wolfgang Baumeister et all.The Proteasome:Paradigm of a Self-Compartmentalizing Protease. Cell,Vol,92,367-380,February 6,1998.

2.     C.Nathan. Inducible Nitric Oxide synthase in the Tuberculous Human Lung

Am.J.Respir.Crit.Care Med. 166,130-131.(2002)