金黄色葡萄球菌(S.aureus)是引起人类和动物临床感染的最主要的一种病原菌,其耐药菌株的播散大大增加了治疗难度。因此,找到新的治疗方案或有效药物已成为现阶段刻不容缓的任务和使命。厚朴酚是从中药厚朴中分离到的一种抗菌活性成分,我们在前期研究中,将厚朴酚作用于金黄色葡萄球菌,通过基因芯片高通量分析,结果表明厚朴酚调节了550个金黄色葡萄球菌基因的转录,其中以抑制毒力及其调节基因最明显,但mRNA的变化不能明确地反映执行功能的蛋白质变化水平。因此本项目将应用比较蛋白质组学方法,以二维电泳、MALDI-TOF/MS及ICAT-LC/MS等技术对金黄色葡萄球菌毒力蛋白的表达进行高通量分析,并结合生物信息学及蛋白验证方法对其调控机制进行分析确证,阐明厚朴酚抗金黄色葡萄球菌作用的的靶机制,为探索厚朴酚作用靶标并为其结构改造与优化奠定理论基础。
magnolol;Staphylococcus aureus;proteomics;virulence factor;
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是社区获得性和医院感染性疾病常见病原体之一,具有较高的发病率和死亡率。为了全面了解中药单体活性成分厚朴酚的抗菌作用,本项目确定了厚朴酚对金黄色葡萄球菌ATCC 29213的最小抑菌浓度(MIC)为16ug/ml。生长曲线测定结果厚朴酚对金葡菌的生长具有明显的抑制作用并且呈剂量依赖性。根据有效MIC,用不同亚抑菌浓度的厚朴酚处理金葡菌,通过双向电泳技术和MALDI-TOF/MS分析亚抑菌浓度厚朴酚对S. aureus外分泌蛋白表达的影响。结果表明亚抑菌浓度的厚朴酚抑制了金葡菌保守区蛋白, 胞嘧啶核苷酸激酶, clp protease,a hypothetical protein, LysR family transcriptional regulator 和alkyl hydroperoxide reductase的表达。亚抑菌浓度的厚朴酚对金葡菌醛脱氢酶,DNA 拓扑异构酶,延伸因子Tu, D-ornithine aminomutase S component, 噬菌体SPP1 结构蛋白,琥珀酸辅酶A连接酶和glycerophosphoryl diester phosphodiesterase的表达表现出上调作用。S. aureus的致病性与其它革兰氏阳性菌相似,大都取决于产生的胞外毒力因子。已知S. aureus可产生多种毒力因子,其中主要有α-溶血素、肠毒素等并对机体造成严重的损害。对在双向电泳分析结果中未体现的典型毒力因子,通过Western-blot方法进行补充验证。结果显示亚抑菌浓度的厚朴酚对S. aureus α-溶血素, SEA和SEB的表达具有明显的抑制作用并呈剂量依赖性。S. aureus外分泌蛋白可以诱导宿主细胞产生TNF和其它细胞因子。肿瘤因子释放试验显示亚抑菌浓度的厚朴酚降低了金葡菌诱导肿瘤因子释放的活性并呈剂量依赖性。本项目评价了活性成份厚朴酚对S. aureus的抗菌活性,分析其对金葡菌外分泌蛋白表达的影响包括厚朴酚对α-溶血素、SEA、SEB的抑制作用,初步探索厚朴酚治疗金葡菌的相关作用机制,为其更深入的研究奠定基础。结果表明中药单体厚朴酚对金黄色葡萄球菌具有较好的抗菌活性,其亚抑菌浓度时可调控金黄色葡萄球菌毒力相关蛋白的表达,将有助于治疗由金黄色葡萄球菌导致的感染。