结核分枝杆菌Rv2635：一种具有相分离能力的固有无序核相关蛋白的功能解析

本研究针对结核分枝杆菌中功能未知的小型假设蛋白Rv2635展开系统性探索。研究人员通过生物信息学预测、圆二色谱分析及荧光恢复实验（FRAP），首次证实Rv2635是一种具有相分离能力的固有无序蛋白（IDP），其通过非序列依赖性方式结合DNA并引起核质压缩，提示其作为核相关蛋白（NAP）的生物学功能。该发现为理解病原体独特蛋白的相变调控机制及结核病治疗靶点开发提供了新视角。

　　

结核病（Tuberculosis, TB）作为全球十大死亡原因之一，其病原体结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）的生存策略一直是研究热点。该菌基因组中高达27%的蛋白属于功能未知的"假设蛋白"，其中小型蛋白（<100个氨基酸）因缺乏保守结构域而更难解析。这些蛋白可能是病原体适应宿主环境的关键，但现有技术对其功能鉴定存在巨大挑战。

在此背景下，国内科研团队对高度保守的小型蛋白Rv2635展开深入研究。该蛋白在感染人肺组织时表达上调，但此前其生化特性与功能机制完全未知。通过多学科技术联用，研究人员首次揭示Rv2635是一种具有相分离能力的固有无序蛋白（intrinsically disordered protein, IDP），能通过非序列依赖方式结合DNA并调控核质结构。相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，为理解病原体特殊蛋白的功能提供了范式。

研究采用的关键技术包括：1）生物信息学工具预测蛋白无序区域；2）圆二色谱（Circular Dichroism, CD）分析二级结构特征；3）绿色荧光蛋白（GFP）标记结合荧光恢复实验（Fluorescence Recovery After Photobleaching, FRAP）验证相分离动态特性；4）电泳迁移率实验（EMSA）检测DNA结合能力；5）大肠杆菌（E. coli）过表达系统观察核质压缩效应。

【Rv2635是固有无序蛋白】
通过多种IDR预测工具鉴定出N端20个氨基酸（IDR1）和C端10个氨基酸（IDR2）为无序区域。圆二色谱显示典型无序蛋白特征峰（~200 nm负峰），高浓度时出现红移并伴随液滴形成，提示相分离倾向。

【相分离特性验证】
GFP标记的Rv2635在低盐条件下形成动态凝聚体，FRAP分析显示荧光完全恢复（恢复率>90%），证实其为可逆性相分离。截断实验表明无序区域对相分离不可或缺。

【DNA结合与核质调控】
EMSA实验证明Rv2635以序列非特异性方式结合DNA。在大肠杆菌中过表达导致核质显著压缩，共定位实验显示Rv2635与凝聚核质共分布，证实其作为核相关蛋白（NAP）的功能。

【结构-功能关系】
C端区域被证实参与DNA结合，而N端无序区域主要驱动相分离。这种模块化功能分配为理解IDP的多效性提供了新案例。

该研究首次系统解析了Rv2635的相分离特性和生物学功能，突破性地揭示：1）小型假设蛋白可通过相分离行使核质调控功能；2）结核分枝杆菌可能利用IDP的相变能力适应宿主环境；3）无序区域与有序区域的协同作用机制。这些发现不仅为结核病治疗提供了潜在靶点（如干扰Rv2635相分离），更建立了研究病原体特殊蛋白功能的新范式。值得注意的是，Rv2635在结核分枝杆菌复合体中高度保守，提示其在病原生物学中的核心地位，后续研究可进一步探索其在感染过程中的时空调控机制。