Producten

Mycobacterium tuberculosis kan tientallen jaren in de menselijke gastheer blijven bestaan.Aangenomen wordt dat stringente responsroutes waarbij anorganisch polyfosfaat [poly(P)] betrokken is, dat wordt gesynthetiseerd en gehydrolyseerd door respectievelijk polyfosfaatkinase (PPK) en exopolyfosfatase (PPX), een belangrijke regulerende rol spelen bij bacteriële persistentie.We laten hier zien dat poly(P)-accumulatie van M. tuberculosis tijdelijk is gekoppeld aan bacillaire groeirestrictie.We identificeren ook M. tuberculosis Rv1026 als een nieuw exopolyfosfatase met hydrolytische activiteit tegen langketenig poly(P).Met behulp van een tetracycline-induceerbaar expressiesysteem om de expressie van Rv1026 (ppx2) te onderdrukken, ontdekten we dat M. tuberculosis poly(P)-accumulatie leidt tot vertraagde groei en verminderde gevoeligheid voor isoniazide, verhoogde weerstand tegen hitte en zure pH, en verbeterde intracellulaire overleving tijdens macrofaaginfectie.Door transmissie-elektronenmicroscopie vertoonde de ppx2-knockdown-stam een ​​verhoogde celwanddikte, die geassocieerd was met verminderde celwandpermeabiliteit voor hydrofiele geneesmiddelen in plaats van inductie van geneesmiddeleffluxpompen of veranderde biofilmvorming ten opzichte van de lege vectorcontrole.Transcriptomische en metabolomische analyse onthulden een metabolische teruggang van de ppx2 knockdown gekenmerkt door verminderde transcriptie en translatie en een teruggang van glycerol-3-fosfaatniveaus.Samenvattend speelt poly(P) een belangrijke rol bij M. tuberculosis groeiremming en metabole terugschakeling en draagt ​​het bij aan antibioticatolerantie door veranderde celwandpermeabiliteit. De stringente respons, waarbij de regulerende moleculen anorganisch polyfosfaat [poly(P)] en (p )ppGpp wordt verondersteld de persistentie van Mycobacterium tuberculosis te bemiddelen.In deze studie hebben we een nieuw enzym geïdentificeerd (Rv1026, PPX2) dat verantwoordelijk is voor het hydrolyseren van langketenig poly(P).Een genetisch gemanipuleerde M. tuberculosis-stam met een tekort aan het ppx2-gen vertoonde verhoogde poly(P)-niveaus, die geassocieerd waren met vroege stopzetting van de bacteriegroei en verminderde gevoeligheid voor het eerstelijnsgeneesmiddel isoniazide, evenals een verhoogde bacteriële overleving tijdens blootstelling aan stress omstandigheden en binnen macrofagen.Ten opzichte van de controlestam vertoonde de mutant een grotere dikte van de celwand en verminderde geneesmiddelpermeabiliteit.Globale genexpressie en metabolietanalyse onthulden verminderde expressie van de transcriptionele en translationele machinerie en een verschuiving in het gebruik van koolstofbronnen.Samengevat, regulatie van de poly(P)-balans is van cruciaal belang voor persistentievorming bij M. tuberculosis.