致病真菌几丁质合成调控的研究进展(2)
最终作用于转录因子,影响细胞壁相关基因的表达[7
]。
此外,酿酒酵母的HOG通路也能影响MAPK通
路,调控细胞壁组分的生物合成[22]
。
2.3 蛋白酶解步骤调控CHS的成熟 据推测,CHS存在两种状态:
一种是没有活性的酶原状态,一种是有活性的激活状态[7
]。在酿酒酵母中,3种
CHS酶ScChs1、ScChs2和ScChs3都具有酶原的性
质[7]。就ScChs2而言,
已证明胰蛋白酶可以作用于一种未知的可溶性蛋白酶,
这种蛋白酶一旦被激活,就能进而激活ScChs2的活性[23]
。就ScChs3而言,Meissner等[24]
的研究表明,蛋白酶ScSte24在
ScChs3介导的几丁质生物合成中起重要作用,而ScSte24恰恰是一种存在于内质网上的金属蛋白
酶[25]
。
2.4 CHS的细胞内定位受到调控 真菌细胞对几丁质生物合成的控制还可以通过改变CHS在细胞内的定位实现,CHS会被运送到需要合成几丁质的位置(如极化生长处、菌丝处、细胞分裂隔壁形成处
和细胞表面等)[6]
。在白念珠菌中,Ⅳ类合成酶
CaChs3会被运送到出芽的芽尖处、
菌丝处,在细胞分裂前会被重新定位到隔壁形成的位置[6
]。在构巢
曲霉中,Ⅲ类合成酶AnChsB也是在极化生长处、菌丝处和分生孢子发育时隔壁形成的位置行使功
能[26]。在酿酒酵母胞质分裂过程中,ScChs2会被运送到隔壁位置,Wloka等[27]发现ScChs2借助Ⅱ型
B22
本文综述了几丁质合成酶的分类,功能及其调控的最新进展,展望了将几丁质合成酶及其调控分子作为抗真菌药物作用靶点的潜在应用前景
第5期.郑楠薪,等.致病真菌几丁质合成调控的研究进展
· 3·
41]
成的代偿性增高[。如前所述,几丁质合成的增加
肌球蛋白Mo1的脚手架作用参与隔壁的形成,Ohy
28]
等[发现ScChs2还会与位于胞质分裂位置的
受到P以及钙调KC通路、HOG通路、MAPK通路,
21]
神经磷酸酶通路调控[。在白念珠菌和烟曲霉菌
调控隔壁的形成。位于ScHof1蛋白发生相互作用,高尔基体外侧网络(的STGN)cChs3可以被运输到
[9]
细胞表面,发现内涵体的蛋白质外壳能调Starr等2
(中应用P犃狊犲狉犻犾犾狌狊犳狌犿犻犪狋狌狊)KC和钙调神经狆犵犵磷酸酶通路激活剂,菌株几丁质含量增加的同时,对
]41
卡泊芬净的敏感性降低[。此外,在某些细胞壁相
节这一运输过程。
2.5 化学修饰和分子间相互作用对CHS的影响 磷酸化和去磷酸化过程能控制CHS的细胞内定位。在白念珠菌中,CaChs3的正确定位受到磷酸
几丁质含量增高的关基因发生突变的白念珠菌中,
42]
同时也出现了对卡泊芬净的敏感性降低[。在高浓
度卡泊芬净中白念珠菌会形成耐药菌落,这些菌落化过程的严格调控[30]
。在酿酒酵母中,ScChs2的定位也受到磷酸化的影响[23],ScChs2被磷酸化后滞留于内质网[31]
。Jakobsen等[3
2]进一步的研究发现被CDK1磷酸化的ScChs2很难被包装入转运小泡,所以滞留于内质网;而被磷酸酶Cdc14p去磷酸化的cChs2能被选择性地包装入转运小泡,
进而被转运出内质网。Oh等[33]
的研究则表明ScChs2的磷酸
化可以由激酶Dbf2直接介导。
异戊烯化过程也能对CHS产生影响[3
4]
。酿酒酵母的ScChs4与ScChs3之间有密切关系,ScChs4不仅能激活ScChs3,还能介导ScChs3和ScBni4之间的相互作用,从而促进几丁质的生物合成并完成
几丁质的准确定位[3435]
。ScChs4的成熟过程中要
经历异戊烯化,只有异戊烯化的ScChs4才能够调节
cChs3的活性[3
4,35
],因此,在酿酒酵母中异戊烯化能通过影响ScChs4影响ScChs3,进而影响几丁质的生物合成和定位。
肌球蛋白马达样结构域(MMD)能帮助CHS准
确定位[3637
]。如果一种CHS的N端有MMD,C端
有CHS结构域,那么这种CHS大多被归类于Ⅴ类或Ⅶ类CHS。最典型的例子是构巢曲霉的AnCsmA和AnCsmB,它们分别属于Ⅴ类和Ⅶ类
CHS[3
1],其功能既存在差异又可能存在互补性[38]
。MMDs能通过将CHS锚定在肌动蛋白细胞骨架上
帮助CHS定位到极化增长的位置[3
9]
。 犆犎犛可作为抗真菌药物的作用靶点
.1 几丁质合成的代偿性增多能增强真菌对药物的耐受程度 真菌细胞壁的组分和微观结构处于动态变化中,阻止细胞壁中一种成分的合成会导致另
一种组分代偿性地增多[40]。例如在白念珠菌中,利
用卡泊芬净抑制β1,3
葡聚糖合成会导致几丁质合与野生型菌落相比具有更高的几丁质含量,
几丁质含量的增加可能是对卡泊芬净耐药的原因之一[41];
将耐药克隆在没有卡泊芬净选择压力的条件下培
养,几丁质的含量会回落[41]。上述现象表明白念珠
菌对卡泊芬净具有天然适应能力,这种适应能力可
能是通过代偿性地增加几丁质含量实现的[
41]
。几丁质含量增多不仅出现在白念珠菌中,在热带念珠菌(犆犪狀犱犻犱犪狋狉狅狆犻犮犪犾犻狊)、近平滑念珠菌(犆犪狀犱犻犱犪狆犪狉犪狆狊犻犾狅狊犻狊)、季也蒙念珠菌(犆犪狀犱犻犱犪狌犻犾犾犻犲狉犿狅狀犱犻犻)和烟曲霉菌的临床分离株中,也发现了给予卡泊芬净后几丁质含量增加的现象[
43
]。另外,这些种类的念珠菌在含卡泊芬净的培养基中培
养时,
出现反常性增长的概率也比较高[44
]。相比起来,光滑念珠菌(犆犪狀犱犻犱犪犵犾犪犫狉犪狋犪)和克柔念珠菌(犆犪狀犱犻犱犪犽狉狌狊犲犻)的分离株没有发现卡泊芬净处理后几丁质含量增加的现象,同时也很少或没有出现
反常性增长的现象[45]
。
.2 抑制CHS和相关信号通路是潜在的抗真菌靶标 几丁质和脱乙酰几丁质几乎存在于所有已知的致病真菌中,
但在哺乳动物细胞中并不存在,因此抑制几丁质生物合成不会对人体产生严重的不良反
应,这也是抗真菌药物研发的一条思路[6
]。此外,几
丁质合成的代偿性增多会导致对抗真菌药物的耐药,那么现有抗真菌药物与CHS抑制剂合用可能发
挥抗菌增效作用[40
]。
具体地说,现有的CHS抑制剂包括尼克霉素和多氧霉素类,它们能特异性地抑制Ⅰ类CHS,
但它们对其他类CHS无效,
体内抗真菌效果也不理想[6
],新型的CHS抑制剂有待研发。然而,现有的CHS抑制剂能增强棘白菌素类药物对病原真菌的抗菌能
力[46]:棘白菌素类药物单用对烟曲霉菌只具有抑制
作用,然而棘白菌素类药物与尼克霉素Z合用导致
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