在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，研究人员进行了细胞、生化和结构分析，以评估男性和女性类固醇激素结合和激活多重可转移耐药抑制因子(MtrR)，这些生理上重要的分子在感染期间与淋球菌生物相互作用。

淋病奈瑟菌是一种革兰氏阴性双球菌，在全球导致数百万种疾病，包括性传播疾病。没有可用的疫苗，因此很可能再次感染。女性患者可能有盆腔炎、异位妊娠、不孕症或新生儿失明。病原体产生抗生素耐药性，头孢曲松是唯一的经验性治疗。然而，在一些国家发现了对头孢曲松耐药的细菌，构成了重大的公共卫生风险。转录调节因子MtrR抑制mtrCDE操纵子，该操纵子定植于阴道、直肠和口腔粘膜。

一个关于这项研究

在本研究中，研究人员阐明了在淋病奈瑟菌多药耐药库中起关键作用的MtrR转录调节因子对激素类固醇的结合和诱导机制。

研究人员研究了MtrR与特定配体的结合亲和力，并假设一些MtrCDE配体是诱导剂。他们对β-雌二醇(EST)、孕酮(PTR)和睾酮(TES)进行了等温滴定量热法(ITC)测试，以确定它们对MtrR的亲和力。他们还检测了乙炔雌二醇(NDR)的结合，这是一种用于激素避孕的合成雌激素。为了研究宿主配体是否会引起MtrR的生化诱导，他们采用脱氧核糖核酸(DNA)结合荧光极化实验来评估MtrR对rpoH和mtrCDE操作符的结合亲和力。

研究小组研究了孕酮、β-雌二醇、睾酮和乙基雌激素的结合过程和结构基础。他们通过从头相位和单波长异常色散分析，在2.4 Å分辨率下建立了与EST结合的MtrR结构。他们还评估了MtrR和类固醇的晶体结构，以及未与PTR结合的原形成物的结合袋。他们将单点突变引入到各种残基的结合口袋中，以验证附着方式。

研究人员研究了两个突变体W136A和R176E的结合特性，MtrR W136L，以及由于其侧链柔韧性而取代的Q133A。他们还调查了亚致死量的某些激素是否可能以mrr依赖的方式引起淋球菌对抗菌素的耐药性。他们发现了甾体激素在淋球菌菌株FA19中的最低抑制浓度(MIC)值，以及在液体培养中不阻碍淋球菌生长的激素浓度范围。为了测试菌株FA19在亚致死剂量EST和PTR存在下较高的抗菌素耐药性(AMR)是否是由于mtrCDE的表达增加，他们评估了mtrC和另一个mtrr抑制基因(rpoH)的体内表达。

结果

研究发现，MtrR是一种参与细胞代谢控制的蛋白质，它与激素类固醇结合，如黄体酮、β-雌二醇、泌尿生殖道感染部位的睾酮，以及各种激素避孕药的成分乙基雌激素。类固醇结合降低了MtrR对同源DNA的亲和力，促进了mtrCDE的表达，并改善了抗菌素耐药性。

与这些类固醇偶联的MtrR晶体结构显示了激活MtrR的结合过程和构象变化。以往的研究表明，mtrD基因突变降低了淋病奈瑟菌PTR的最低抑制浓度。黄体酮在抑制淋球菌生长方面表现出最高的功效，使其成为一种有效的抗淋球菌药物。

MtrR分别与PTR、EST和TES结合，Kd值分别为2.8µM、1.7µM和2.3µM。胆固醇、皮质醇和阿奇霉素没有结合。TES和EST的化学计量是每个MtrR单体对应一个类固醇，多个可转移抗性抑制因子的每个二聚体对应一个PTR。

NDR与MtrR抑制因子结合，解离常数为0.9µM。在FP测试中，与单独存在1% MeOH时相比，MtrR对mtrCDE操作符和rpoH的结合亲和力分别降低了3倍和13倍。高浓度的MtrR非特异性地附着在DNA上，这可能解释了mtrCDE操作员在rpoH上附着的微小增加。MtrR-EST和MtrR-DNA结构的比对显示了导致蛋白质诱导的三个主要运动。

研究结果表明，淋病奈瑟菌是一种多重耐药细菌，它利用激素类固醇(如β-雌二醇、睾酮、乙基雌激素和孕酮)在人体器官中定植。这些激素通过MtrR结合激活MtrCDE外排和RpoH应激反应，使淋病奈瑟菌定植人体器官，但不能防止淋球菌感染。感染部位附近较高的睾丸激素水平表明，这些激素可能是有害的，通过释放和激活参与应激反应的基因，帮助细菌茁壮成长。尽管这些药物在预防意外怀孕方面有效，但它们不能预防淋球菌感染。