近日，名為“Structural basis of transcription activation by Rob, a pleiotropic AraC/XylS family regulator”的研究文章見刊于Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue 10, 10 June 2022, Pages 5974–5987，期刊IF=16.971，作者單位為南京中醫(yī)藥大學(xué)、中國科學(xué)院微生物研究所等。Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)應(yīng)用于Rob蛋白的提取過程。

圖 耐藥菌轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子Rob作用機(jī)制研究見刊Nucleic Acids Research

抗生素的濫用導(dǎo)致越來越多的細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生，轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子Rob 是一種典型的細(xì)菌AraC家族轉(zhuǎn)錄激活因子，調(diào)節(jié)涉及多種藥物耐藥性和應(yīng)激反應(yīng)的不同基因亞群。然而，它如何使細(xì)菌 RNA 聚合酶和啟動子 DNA 對環(huán)境刺激做出精細(xì)反應(yīng)的潛在機(jī)制仍然未知。

本研究通過解析轉(zhuǎn)錄因子Rob的相關(guān)復(fù)合物結(jié)構(gòu)，為Rob調(diào)節(jié)耐藥基因激活的分子機(jī)制提供了詳細(xì)的原理依據(jù)，揭示了一種耐藥菌轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制，同時為耐藥菌新藥靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)提供了依據(jù)。

圖 轉(zhuǎn)錄因子Rob調(diào)控機(jī)制示意圖

本研究中首次獲得兩種依賴于 Rob 的轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合物 (Rob-TAC) 的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，包括大腸桿菌RNA 聚合酶 (RNAP)、Rob 調(diào)節(jié)的啟動子和具有替代構(gòu)象的 Rob。這些結(jié)構(gòu)表明，研究證明 Rob與 RNA聚合酶的C末端結(jié)構(gòu)域、σ70R4結(jié)構(gòu)域同時發(fā)生相互作用，闡明了此類作用力在細(xì)菌轉(zhuǎn)錄激活調(diào)控中的重要意義。除阻礙RNA聚合酶σ70R4結(jié)構(gòu)域結(jié)合啟動子的-35元件外，酸性環(huán)（acidic loop）可輔助穩(wěn)定Rob NTD與保守rob結(jié)合元件間的特異性相互作用。另外，配體對接和生化實(shí)驗分析表明，Rob CTD與普遍存在的Gyrl樣結(jié)構(gòu)域具有高度結(jié)構(gòu)相似性，可通過識別結(jié)合配體發(fā)生“別構(gòu)調(diào)節(jié)”功能，進(jìn)而促進(jìn)Rob-TAC的形成。該研究的結(jié)構(gòu)和生化數(shù)據(jù)首次揭示了 Rob 依賴性轉(zhuǎn)錄激活的詳細(xì)分子機(jī)制，并為理解其他 AraC/XylS 家族轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控作用機(jī)制提供了有利的證據(jù)。

圖 耐藥菌轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子Rob作用機(jī)制研究文章摘要

圖 大腸桿菌Rob的轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合物 (Rob-TAC) 結(jié)構(gòu)示意圖

在Rob蛋白的純化過程中，Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)應(yīng)用于蛋白的釋放，Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)通過高效物理作用裂解工程菌種，快速高效釋放表達(dá)蛋白的同時，高度模塊化的作用模塊設(shè)計+物料換熱器緊挨金剛石交互容腔出口的設(shè)計，使得Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)能夠快速裂解工程菌細(xì)胞，同時使得裂解混合物能夠快速進(jìn)入物料換熱器進(jìn)行降溫，極大的保存了蛋白原有構(gòu)象和活性。在高活性蛋白等物質(zhì)提取過程中Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)具有獨(dú)特優(yōu)勢。

圖 Genizer微射流高壓均質(zhì)機(jī)應(yīng)用于Rob蛋白提取