mBio：关键分子的突变可以阻止淋病感染

据研究人员称，制造一种突变可以抑制细菌病原体淋病奈瑟菌引起淋病的方式，淋病是一种常见的性传播感染，这可能为预防和治疗淋病提供一种新方法。

　　

乔治亚州立大学生物医学科学研究所的研究人员表示，制造一种突变，可以抑制细菌病原体淋病奈瑟菌引起淋病的方式，这可能为预防和治疗淋病提供一种新方法。淋病是一种常见的性传播感染。

研究人员发现，在淋病奈瑟菌用来劫持人类免疫蛋白并剥离其金属的外膜转运体的关键部分产生突变，可能有助于预防淋病感染。研究结果发表在《mBio》杂志上。

淋病每年影响全球8千多万人，是对公共卫生的全球威胁，因为抗微生物药物耐药性的发生率不断增加，治疗费用不断上升，而且缺乏保护性疫苗。多达80%的女性病例没有症状，如果不及时治疗，淋病可能导致严重的健康后果，包括盆腔炎、异位妊娠、不孕，甚至危及生命的心内膜炎和脑膜炎。

由于对现有药物耐药性的演变，淋病的有效治疗方案正在减少。此外，由于淋球菌会改变关键表面分子的表达，抑制免疫反应，因此确定合适的疫苗靶点也具有挑战性。为了阻止入侵的病原体引起疾病，人类依靠一种被称为营养免疫的过程来限制铁和锌等关键营养物质的可用性，并使入侵者挨饿。金属结合蛋白隔离金属，限制病原体繁殖和引起疾病所需的游离必需金属离子的数量。

为了克服宿主的营养免疫作用，淋病奈瑟菌将tonb依赖转运体(tdt)部署到其外膜，与宿主的营养免疫蛋白结合，并剥离其金属。tdt通常在确定感染方面发挥关键作用，使它们成为很有希望的疫苗靶点。

一种名为TdfJ的TdT可以识别人类S100A7，这是一种锌结合蛋白，可以通过隐藏锌来抑制病原体的复制。淋病奈瑟菌利用TdfJ从S100A7中提取锌并内化金属。TdfJ在细胞外环3中含有一个α -螺旋指。在另一种淋球菌TdT的第3环中有一个类似的α -螺旋，被称为TbpA，在TbpA和人转铁蛋白之间的相互作用中起着关键作用，这是铁的摄取所必需的。基于这些信息，研究人员假设TdfJ环3螺旋(L3H)参与了与S100A7的相互作用，他们在TdfJ L3H中产生了一系列突变，以确定它们是否阻止了淋病球菌获取锌的能力，从而导致疾病。

“无法治疗的淋球菌感染的前景促使人们努力确定新的治疗和预防策略的靶点，而依赖于tonb的外膜金属转运蛋白家族成员已成为有前途的候选基因，因为它们在确定感染方面发挥着关键作用。”该研究的资深作者、杰出大学教授、乔治亚州立大学生物医学科学研究所转化免疫学中心主任辛西娅·诺·科nelissen博士说。“我们的研究表明，TdfJ L3H中关键残基的突变减少了S100A7的结合和淋球菌对锌的侵蚀，其中最深刻的影响是残基K261和R262的替换。综上所述，这些数据表明TdfJ L3H在破坏宿主营养免疫方面发挥了关键作用。”

该研究描述了锌输入蛋白TdfJ与其人体锌源S100A7之间的结合相互作用，并确定了TdfJ中介导这种相互作用的关键区域。

“我们首次详细描述了淋球菌TdfJ与其人类配体S100A7的结合相互作用。我们还发现了TdfJ环3中的几个突变，改变了S100A7的结合和随后的锌提取，”Stavros a . Maurakis说，他是该研究的第一作者，也是乔治亚州立大学生物医学科学研究所的博士研究生。随着对这些细菌营养受体及其宿主营养来源之间复杂关系的更深入了解，我们可能有助于为确定一种重要人类疾病的有效预防和/或治疗铺平道路。”

这项研究的共同作者包括乔治亚州立大学生物医学科学研究所的Stavros A. Maurakis、Julie L. Stoudenmire和Cynthia Nau Cornelissen;以及范德比尔特大学的杰弗里·k·雷默和沃尔特·j·查津。

该研究由美国国立卫生研究院(NIH)资助。

Journal Reference:

1. Stavros A. Maurakis, Julie L. Stoudenmire, Jeffrey K. Rymer, Walter J. Chazin, Cynthia Nau Cornelissen. Mutagenesis of the Loop 3 α-Helix of Neisseria gonorrhoeae TdfJ Inhibits S100A7 Binding and Utilization. mBio, 2022; 13 (4) DOI: 10.1128/mbio.01670-22