上海交大發表MCP：構建首個結核桿菌STPK蛋白互作網絡

　　來自上海交通大學系統生物醫學研究院的研究人員發表了題為“The Ser/Thr Protein Kinase Protein-Protein Interaction Map of M. tuberculosis ”的文章，利用獨有的肺結核分枝桿菌蛋白組芯片構建了首個肺結核分枝桿菌絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（Serine/Threonine Protein Kinase, STPK）蛋白相互作用網絡。

　　這一研究成果公布在6月1日的蛋白質組學專業期刊Molecular &Cellular Proteomics（MCP）上。文章的通訊作者是上海交通大學系統生物醫學研究院的陶生策研究員，第一作者為陶生策課題組的博士生吳凡林和碩士生劉殷。陶生策研究員的主要研究方向為蛋白質芯片技術的開發和應用，建立了系列特色蛋白質芯片技術平臺，并在其基礎上開展了與醫學密切相關的系統性研究。

　　肺結核是全球致死率最高的幾種感染性疾病之一，每年有將近150萬人死于肺結核感染。肺結核的主要致病菌是肺結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）。由于與HIV的共感染以及結核菌耐藥問題的日益嚴重，結核病仍然是全球公共衛生領域的重大威脅。要應對結核病防控方面的關鍵問題，必需從基礎研究入手。

　　眾所周知，磷酸化在原核生物和真核生物中的信號轉導過程中均發揮重要作用。特別是STPK，是真核生物中最主要一類蛋白激酶家族。通常情況下，原核生物，如常規病原菌以及一些被廣泛研究的模式生物不含有STPK，其信號轉導主要是通過雙組份系統來進行。但令人驚訝的是，在Mtb中含有11種STPK。根據它們序列的相似性，Mtb的STPK可被分為五類：第一類包含PknA, PknB和PknL；第二類包含PknD, PknE和PknH；第三類包含PknF, PknI和PknJ；第四類包含Pkn，第五類包含PknK。越來越多的研究發現，STPK在調控多種環境變化、細胞壁的合成、細胞分化以及病原-宿主相互作用中發揮了至關重要的作用。

　　為了更加系統性的了解STPK在Mtb中發揮的作用，其中最有效的手段即是STPK相互作用蛋白質的發現。盡管到目前為止，已發現了少量與激酶相互作用的蛋白質，但這些已知的相互作用完全不足以從系統層次解釋STPK的復雜調控作用。

　　蛋白質芯片技術作為一種強大的工具已被廣泛應用了蛋白相互作用研究中。為了加快對于肺結核以及Mtb的研究，研究人員聯合國內多家單位構建了全球第一款Mtb蛋白質組芯片，其上包含4200種以上的蛋白質，覆蓋絕大多數的Mtb蛋白質。

　　在這篇文章中，研究人員采用Mtb蛋白質組芯片進行了全部11種Mtb STPK相互作用蛋白質的系統性發現。他們構建了STPK蛋白相互作用網絡，其中包含492種蛋白質以及1,027個相互作用。這是第一張也是目前信息最全的一張關于Mtb STPK-蛋白相互作用的網絡圖。

　　研究人員通過生信分析發現，同細胞壁合成相關的蛋白被高度富集。我們進一步的功能研究表明，與細胞壁合成相關酶MurC可被PknG通過相互作用和磷酸化而進行調節。這些結果提示PknG與細胞壁的合成與調控密切相關，是一個潛在的藥物靶點。此外，通過研究所構建的STPK蛋白質相互作用網絡為結核分枝桿菌的基礎研究提供了一個很好的資源，通過進一步的挖掘，將有可能發現更多重要的靶點。