Synteza witaminy B12 u mykobakterii

Abstract

Gruźlica jest chorobą zakaźną wywoływaną przez prątki Mycobacterium tuberculosis. Skuteczna kontrola gruźlicy jest uznawana za jeden z głównych celów współczesnej medycyny. Jedną z potencjalnych tarcz molekularnych dla nowych leków przeciwprątkowych jest RNaza klasy I, kodowana przez gen rv2228c M. tuberculosis. Homologiem Rv2228c u modelowego szczepu Mycobacterium smegmatis jest białko MSMEG4305. Składa się ono z N-terminalnej domeny a także z C-terminalnej domeny z aktywnością kwaśnej fosfatazy o potencjalnej roli w syntezie witaminy B12. Celem pracy było określenie znaczenia witaminy B12 dla komórek mykobakterii. Cel ten zrealizowano poprzez: · ocenę możliwości syntezy witaminy B12 przez M. tuberculosis, · określenie znaczenia domeny CobC dla funkcjonowania białka MSMEG4305 w komórkach M. smegmatis, · analizę fenotypową mutanta M. smegmatis, u którego upośledzony jest szlak syntezy witaminy B12, · identyfikację czynników środowiskowych wpływających na syntezę witaminy B12. Uzyskane wyniki wskazują, że chociaż geny związane z witaminą B12 nie są niezbędne dla metabolizmu prątków, to są one istotne dla prawidłowego funkcjonowania komórki poprzez regulację szlaków metabolicznych – cyklu metylomalonylowego i metabolizmu kwasu foliowego. Uzyskane wyniki sugerują również, że produkt genu msmeg4305 jest zaangażowany w syntezę witaminy B12 in vivo.

Tuberculosis is an infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis. Effective control of tuberculosis is recognized as one of the main goals of modern medicine. There is the rv2228c gene in the M. tuberculosis genome which could be one of the potential molecular targets for new anti-mycobacterial drugs. The homolog of Rv2228c protein in the model strain of Mycobacterium smegmatis is MSMEG4305. The MSMEG4305 protein consists of an N-terminal domain homologous with eukaryotic and prokaryotic RNase H and a C-terminal domain with acid phosphatase activity with a potential role in the synthesis of vitamin B12. The aim of the study was to determine the role of vitamin B12 for mycobacterial cells by: · assessment of the possibility of vitamin B12 synthesis by M. tuberculosis, · determination of the contribution of CobC domain in the synthesis of vitamin B12 in M. smegmatis cells, · phenotypic analysis of M. smegmatis mutant with impaired the pathway of vitamin B12 biosynthesis, · identification of environmental factors affected on the biosynthesis of vitamin B12. In summary, the results obtained in this study indicate that although genes associated with vitamin B12 are not necessary for the metabolism of mycobacteria, they are important for the proper functioning of the cell by regulating metabolic pathways - methylmalonyl cycle and folic acid metabolism. The results also suggest that the msmeg4305 gene product is involved in the synthesis of vitamin B12 in vivo.