Dwukomponentowy system transdukcji sygnału PdtaS/PdtaR w regulacji procesów metabolicznych u mykobakterii

Abstract

Białko PdtaS jest elementem dwukomponentowego systemu transdukcji sygnału (TCS) PdtaR/PdtaS. Funkcją sensorowej kinazy PdtaS jest autofosforylacja i przekazanie reszty fosforanowej do białka regulatorowego PdtaR. Skuteczne działanie TCSs u Mycobacterium tuberculosis jest kluczowe dla efektywnego i szybkiego reagowania na zmieniające się warunki środowiska. Ta zdolność prątków wydaje się być kluczową dla przetrwania tych bakterii podczas infekcji. Celem niniejszej pracy było zbadanie udziału histydynowej kinazy PdtaS oraz białka regulatorowego PdtaR w regulacji wybranych procesów metabolicznych mykobakterii. Pierwszy etap pracy obejmował konstrukcję metodą knock-out zmutowanych szczepów M. tuberculosis oraz M. smegmatis pozbawionych funkcjonalnego białka PdtaS. Skonstruowany szczep ∆pdtaS M. smegmatis został następnie poddany analizie cech fenotypowych, wykorzystując technologię mikromacierzy fenotypowych. Zaobserwowano zmienioną aktywność metaboliczną komórek szczepu ΔpdtaS w obecności antybiotyków aminoglikozydowych, tetracykliny oraz inhibitorów oddychania, oraz transportu elektronów błonowych. Następnie potwierdzono wpływ braku funkcjonalnego genu pdtaS na funkcjonowanie łańcucha oddechowego. Wykazano niewielkie, ale istotne statystycznie zmniejszenie redukcji bezbarwnego TTC do czerwonego TPF (1,3,5-tri phenylformazan) przez szczep ∆pdtaS M. smegmatis. Rozdział rybosomów w gradiencie sacharozy wykazał zmianę stosunku ilościowego 30S do 50S z nieproporcjonalną akumulacją małej podjednostki w mutancie pozbawionym funkcjonalnego genu pdtaS M. smegmatis. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że brak funkcjonalnego białka PdtaS wpływa na funkcjonowanie łańcucha oddechowego i skład rybosomów powodując istotne zmiany w oporności na antybiotyki ukierunkowane na rybosom, które są stosowane w leczeniu zakażeń prątkami.