来自上海交通大学系统生物医学研究院的陶生策研究团队，首次构建了结核分枝杆菌（Mtb）体内Ser/Thr蛋白激酶PknG与宿主蛋白相互作用网络。该研究成果于2018年10月3日在国际蛋白质组学领域专业期刊Proteomics上在线发表。

        Mtb是肺结核疾病产生的主要致病细菌。据统计，全球有大约1/4的人携带有Mtb，但是人一生之中，只有5%-10%的个体会发展成活动性结核病。随着越来越多的多耐药性Mtb的出现，使其对全球公共健康产生巨大的威胁。因此目前急需新的疫苗以及抗结核药物来抑制肺结核的爆发。

       Mtb能够存活于宿主巨噬细胞的一个重要原因是其体内的分泌蛋白能够阻止吞噬体向溶酶体的酸化以及成熟过程的发展。蛋白激酶PknG属于Mtb体内11种Ser/Thr蛋白激酶之一。PknG作为一种分泌蛋白，可以阻止吞噬体与溶酶体的融合过程（图1），因此能够促进Mtb存活于巨噬细胞并且发展为潜伏性结核病。

图1. PknG阻止吞噬体的成熟

      为了更加系统性的了解蛋白激酶PknG在宿主细胞中发挥的作用，其中最有效的方法是找到与之相互作用的宿主体内蛋白质。由于到目前为止，我们对与PknG相互作用的宿主蛋白质仍知之甚少，因此发现与PknG相互作用的宿主蛋白对于了解Mtb在宿主体内的功能就变得至关重要。

       蛋白质芯片技术作为一种强大的工具被广泛应用到研究蛋白-蛋白相互作用中。本研究中，通过采用人类蛋白质芯片来系统性寻找与蛋白激酶PknG相互作用的宿主蛋白质。我们获得了一张关于蛋白激酶PknG - 宿主蛋白相互作用的网络图，其中包括了125个相互作用蛋白（图2）。这是第一张关于Mtb 体内蛋白激酶PknG – 宿主蛋白相互作用的网络图。通过生物信息分析，这些相互作用蛋白涉及蛋白质折叠、转运以及信号转导等功能（图3）。通过后续功能研究发现，一个新的宿主蛋白CypA受到PknG的磷酸化调控进而可以调节免疫过程。因此，此网络的构建可以为将来生物学以及临床实验提供一定理论指导。

图2. PknG与人类蛋白质芯片相互作用

图3. 生物信息学分析相互作用蛋白功能

       上海交通大学系统生物医学研究院陶生策研究员及卫计委高华方研究员为本文通讯作者。陶生策课题组博士生吴凡林和硕士生刘殷为共同第一作者。陶生策研究员的主要研究方向为蛋白质芯片技术的开发和应用，建立了系列特色蛋白质芯片技术平台，并在其基础上开展了与医学密切相关的系统性研究。

       该项研究得到了蛋白质机器与生命过程调控重点专项、国家“十二五”重大专项、国家863以及国家自然科学基金等的支持。
 

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pmic.201800265

稿件来源：陶生策课题组
编辑：王华瑶