综述:解密白色念珠菌的氧化应激反应

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Fungal Biology Reviews 5.7

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  这篇综述系统阐述了白色念珠菌(Candida albicans)应对宿主免疫系统产生的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的分子机制,重点解析了MAPK信号通路(如HOG途径)、转录因子(Cap1/Skn7)及三大抗氧化系统(过氧化氢酶、硫氧还蛋白、谷胱甘肽)的协同作用,为开发针对氧化应激关键靶点(如Hog1、Trx1)的新型抗真菌药物提供了理论依据。

  

免疫反应与氧化应激的博弈

作为人体常见共生菌,白色念珠菌在免疫缺陷情况下会转化为致命病原体。当巨噬细胞通过NADPH氧化酶复合物产生超氧阴离子(O2-)和过氧化氢(H2O2)时,真菌通过抑制宿主iNOS和NADPH氧化酶活性实现免疫逃逸。值得注意的是,一氧化氮(·NO)与超氧阴离子反应生成的过氧亚硝酸盐(ONOO-)具有更强杀伤力。

氧化损伤的三重威胁

ROS会引发DNA链断裂、蛋白质错误折叠和脂质过氧化。8-氧鸟嘌呤等氧化碱基导致复制错误,而半胱氨酸残基氧化使酶失活。线粒体膜脂质过氧化则会破坏细胞器完整性,最终诱发凋亡。

HOG通路的核心调控

高渗透压甘油(HOG)途径是应对氧化应激的核心,组氨酸激酶Sln1通过Ssk1激活Hog1 MAPK。磷酸化的Hog1入核后调控细胞周期,并与细胞壁完整性通路(Mkc1)交叉对话。有趣的是,硫氧还蛋白Trx1不仅参与Hog1磷酸化,还能还原氧化态Cap1转录因子。

转录因子的协同防御

AP-1家族转录因子Cap1在Gpx3作用下形成分子内二硫键,解除与核输出蛋白Crm1的结合而入核,激活过氧化氢酶(CAT1)和硫氧还蛋白(TRX1)基因。与Skn7共同调控的抗氧化基因网络,涵盖从超氧化物歧化酶(SOD1-6)到戊糖磷酸途径限速酶Zwf1等200余个靶基因。

三大抗氧化系统解析

  1. 过氧化氢酶系统:Cat1直接分解H2O2为H2O和O2
  2. 硫氧还蛋白系统:Tsa1-Trx1-Trr1级联反应消耗NADPH还原ROS
  3. 谷胱甘肽系统:Gpx1-3利用GSH/GSSG循环清除过氧化物

蛋白组重塑与修复机制

氧化应激触发蛋白酶体活化,降解错误折叠蛋白。DNA修复系统(BER/NER/HR)中Rad52和Rad51同源重组蛋白表达上调,而膜脂代谢重编程通过胞外囊泡分泌过氧化脂质。

治疗靶点的转化潜力

WHO已将白色念珠菌列为关键病原体。针对Hog1磷酸化、Cap1核定位或Trx1活性小分子抑制剂,可能突破现有唑类耐药困境。特别值得注意的是,铜锰依赖性SODs的时空表达转换机制,为开发阶段特异性抗真菌剂提供了新思路。

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