Produkter

Mycobacterium tuberculosis kan vare ved i årtier i den menneskelige vært.Stringente responsveje, der involverer uorganisk polyphosphat [poly(P)], som syntetiseres og hydrolyseres af henholdsvis polyphosphatkinase (PPK) og exopolyphosphatase (PPX), menes at spille en central regulatorisk rolle i bakteriel persistens.Vi viser her, at M. tuberculosis poly(P) akkumulering er tidsmæssigt forbundet med bacilvækstbegrænsning.Vi identificerer også M. tuberculosis Rv1026 som en ny exopolyphosphatase med hydrolytisk aktivitet mod langkædet poly(P).Ved at bruge et tetracyklin-inducerbart ekspressionssystem til at slå ekspression af Rv1026 (ppx2) ned, fandt vi, at M. tuberculosis poly(P)-akkumulering fører til langsom vækst og reduceret modtagelighed for isoniazid, øget modstandsdygtighed over for varme og sur pH og forbedret intracellulær overlevelse under makrofaginfektion.Ved transmissionselektronmikroskopi udviste ppx2 knockdown-stammen øget cellevægstykkelse, hvilket var forbundet med reduceret cellevægspermeabilitet for hydrofile lægemidler snarere end induktion af lægemiddeludstrømningspumper eller ændret biofilmdannelse i forhold til den tomme vektorkontrol.Transkriptomisk og metabolomisk analyse afslørede en metabolisk nedskiftning af ppx2 knockdown karakteriseret ved reduceret transkription og translation og en nedskiftning af glycerol-3-phosphatniveauer.Sammenfattende spiller poly(P) en vigtig rolle i M. tuberculosis vækstrestriktion og metabolisk nedskiftning og bidrager til antibiotikatolerance gennem ændret cellevægspermeabilitet. Den stringente respons, der involverer de regulatoriske molekyler uorganisk polyphosphat [poly(P)] og (p) )ppGpp, menes at mediere Mycobacterium tuberculosis persistens.I denne undersøgelse identificerede vi et nyt enzym (Rv1026, PPX2), der er ansvarligt for at hydrolysere langkædet poly(P).En gensplejset M. tuberculosis-stamme med mangel på ppx2-genet viste øgede poly(P)-niveauer, som var associeret med tidlig bakteriel vækststop og reduceret modtagelighed for førstelinjelægemidlet isoniazid, samt øget bakteriel overlevelse under eksponering for stress forhold og inden for makrofager.I forhold til kontrolstammen viste mutanten øget tykkelse af cellevæggen og reduceret lægemiddelpermeabilitet.Global genekspression og metabolitanalyse afslørede reduceret ekspression af det transkriptionelle og translationelle maskineri og et skift i kulstofkildeudnyttelsen.Sammenfattende er regulering af poly(P)-balancen kritisk for persisterdannelse i M. tuberculosis.