在最近发表的一项研究中 自然通讯研究人员进行了细胞、生化和结构分析，以评估男性和女性类固醇激素（在感染过程中与淋球菌相互作用的生理学重要分子）对多重可转移耐药阻遏物（MtrR）的结合和激活。
淋球菌 是一种革兰氏阴性双球菌，在全球范围内引起数百万种疾病，包括性传播疾病。 没有可用的疫苗，因此很可能会再次感染。 女性患者可能患有盆腔炎、宫外孕、不孕症或新生儿失明。 病原体产生抗生素耐药性，头孢曲松是唯一的经验疗法。 然而，一些国家发现了头孢曲松耐药细菌，对公共健康构成了重大风险。 转录调节因子 MtrR 抑制 mtrCDE 操纵子，该操纵子定植于阴道、直肠和口腔粘膜。
学习： 激素类固醇通过与 MtrR 结合诱导淋病奈瑟菌的多药耐药性和应激反应基因。 图片来源：Giovanni Cancemi / Shutterstock
在本研究中，研究人员阐明了 MtrR 转录调节因子与激素类固醇的结合和诱导机制，该调节因子在多药耐药性中发挥着至关重要的作用。 淋球菌。
研究人员研究了 MtrR 与特定配体的结合亲和力，假设一些 MtrCDE 配体是诱导剂。 他们对 β-雌二醇 (EST)、孕酮 (PTR) 和睾酮 (TES) 进行了等温滴定量热法 (ITC) 测试，以确定它们对 MtrR 的亲和力。 他们还检测了乙炔雌二醇（NDR）的结合，乙炔雌二醇是一种用于激素避孕的合成雌激素。 为了研究宿主配体是否引起 MtrR 的生化诱导，他们使用脱氧核糖核酸 (DNA) 结合荧光偏振实验来评估 MtrR 对 rpoH 和 mtrCDE 操纵子的结合亲和力。
研究小组研究了 MtrR 与黄体酮、β-雌二醇、睾酮和乙炔雌激素的结合过程和结构基础。 他们通过从头定相和单波长反常色散分析，以 2.4 Å 分辨率建立了与 EST 结合的 MtrR 结构。 他们还评估了 MtrR 和类固醇的晶体结构以及未连接到 PTR 的原聚体的结合口袋。 他们将单点突变引入各种残基的结合口袋中以验证附着方式。
研究人员研究了两种突变体 W136A 和 R176E、MtrR W136L 的结合特性，以及由于其侧链灵活性而进行的 Q133A 取代。 他们还研究了亚致死量的某些激素是否可能以 MtrR 依赖性方式导致淋球菌对抗菌药物产生耐药性。 他们发现了淋球菌菌株 FA19 中类固醇激素的最低抑菌浓度 (MIC) 值以及不阻碍液体培养物中淋球菌生长的激素浓度范围。 为了测试菌株 FA19 在亚致死剂量的 EST 和 PTR 存在下较高的抗菌素耐药性 (AMR) 是否是由于 mtrCDE 表达增加所致，他们评估了 mtrC 和额外的 MtrR 抑制基因 (rpoH) 的体内表达。
结果
研究发现，MtrR（一种参与细胞代谢控制的蛋白质）与泌尿生殖感染部位发现的激素类固醇（如黄体酮、β-雌二醇和睾酮）以及乙炔雌激素（各种激素避孕药的成分）结合。 类固醇结合可降低 MtrR 对同源 DNA 的亲和力，增强 mtrCDE 表达，并提高抗菌药物耐药性。
MtrR 与这些类固醇偶联的晶体结构显示了激活 MtrR 的结合过程和构象变化。 既往研究表明，mtrD基因突变降低了PTR的最低抑菌浓度。 淋病奈瑟菌。 孕酮值最高 功效 抑制淋球菌生长，使其成为有效的抗淋球菌药物。
MtrR 与 PTR、EST 和 TES 结合，解离常数 (Kd) 值为 2.8 µM、1.7 µM 和 2.3 µM。 胆固醇、皮质醇和阿奇霉素没有表现出结合。 TES和EST的化学计量是MtrR的每个单体一种类固醇，多重可转移抗性阻遏物的每个二聚体一个PTR。
NDR 与 MtrR 阻遏物结合，解离常数为 0.9 µM。 在 FP 测试中，与单独存在 1% MeOH 时的结合亲和力相比，MtrR 对 mtrCDE 操作员和 rpoH 的结合亲和力分别降低了 3 倍和 13 倍。 较高浓度的 MtrR 非特异性地附着在 DNA 上，这可能解释了 mtrCDE 操作员的附着力比 rpoH 的附着力小幅增加。 MtrR-EST 和 MtrR-DNA 结构的比对显示了导致蛋白质诱导的三个主要运动。
研究结果表明 淋球菌一种多重耐药细菌，利用β-雌二醇、睾酮、乙炔雌激素和黄体酮等激素类固醇来定植人体器官。 这些激素通过 MtrR 结合激活 MtrCDE 外流和 RpoH 应激反应，从而允许 淋球菌 定植人体器官但不能防止淋球菌感染。 感染部位附近较高的睾酮水平表明这些激素可能是有害的，它们通过流出和激活参与应激反应的基因来帮助细菌繁殖。 尽管这些药物可以有效预防意外怀孕，但不能预防淋球菌感染。
期刊参考：
- 胡克斯，GM，阿亚拉，JC，霍利，CL， 等人。 激素类固醇诱导多药耐药性和应激反应基因 淋球菌 通过绑定到 MtrR。 纳特·共同 15、1153（2024），DOI：10.1038/s41467-024-45195-1， https://www.nature.com/articles/s41467-024-45195-1
2024-02-14 01:38:00
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#发现激素类固醇可增强淋病细菌的耐药性
