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结核分枝杆菌Rv0455c蛋白，以前被认为是一种功能未知的蛋白，已经被证明在铁载体的分泌中起作用。铁载体从人体宿主获得铁，这是这种细菌致病的关键过程，每年导致100多万人死亡。从一株结核分枝杆菌的毒株中删除Rv0455c严重削弱了小鼠中结核分枝杆菌的复制，表明了疾病期间Rv0455c和铁载体分泌的重要性。
Michael Niederweis
阿拉巴马大学伯明翰分校的张磊博士和Michael Niederweis博士在了解结核分枝杆菌如何从其人类宿主获得铁方面迈出了他们所谓的“重要一步”——这是这种细菌发病的关键过程。每年有100多万人死于结核病，但没有铁，结核分枝杆菌就无法生长。
一般来说，细菌以一种众所周知的方式获取铁。它们产生一种叫做铁载体的分子，在希腊语中是“铁载体”的意思，它们利用分子泵将铁载体通过内外膜排出体外。铁载体具有将铁紧密结合的能力。然后这些铁载体被运送回细菌体内。在体内，铁被释放出来，用于必要的酶中。
然而，分枝杆菌科——包括结核和麻风病的微生物病原体——与大肠杆菌等细菌有很大的不同，大肠杆菌中涉及铁载体运输的机制已经得到了大量研究。
在过去的十年中，UAB的Niederweis实验室的研究人员已经提高了关于结核分枝杆菌(Mtb)的铁载体知识。2013年，他们描述了两种小膜蛋白，它们是Mtb分泌铁载体所必需的，通过它们与已知的外排泵的结合，在内膜上组成了一个铁载体输出系统。
2014年，他们描述了这两个小蛋白的双重突变如何使Mtb对微量的Mtb铁载体分枝杆菌actin非常敏感，他们将这种毒性现象称为铁载体中毒。
2020年，他们描述了另一个结核分枝杆菌基因rv0455c的突变如何表现出与这两个小蛋白缺失相同的表型——分枝杆菌actin存在时铁载体中毒。此外，rv0455c基因位于铁载体外排所必需的两个小蛋白的基因位置附近。因此，UAB的研究人员推测rv0455c也会参与铁载体的分泌。
这是正确的，正如他们在《自然通讯》(Nature Communications)上的研究报告所述，“一种质周束结蛋白对铁载体的分泌和结核分枝杆菌的毒性是必需的。”
利用多种遗传和生化方法，他们证明了rv0455c基因对Mtb在低铁培养基中生长至关重要，并且在rv0455c缺失突变体中，Mtb的两种铁载体——分枝杆菌actin和羧基分枝杆菌actin的分泌大幅减少。
虽然在生长中的Mtb细胞外发现了大量的Rv0455c蛋白，但Zhang和Niederweis发现，一种基因工程的Rv0455c变体——设计用于锚定在Mtb内膜——在铁载体分泌中起作用，支持Rv0455c在细胞内的作用。从一株结核分枝杆菌的毒株中删除Rv0455c严重削弱了小鼠中结核分枝杆菌的复制，表明了疾病期间Rv0455c和铁载体分泌的重要性。
结核分枝杆菌中的rv0455c基因与大肠杆菌等细菌的基因没有序列同源性，但它是在分枝杆菌中发现的核心基因之一，在各种同源性中具有高度的同源性。在本次研究之前，Rv0455c被注释为功能未知的蛋白质。
研究人员发现，来自耻垢分枝杆菌、麻风分枝杆菌和嗜血分枝杆菌的同源rv0455c基因在结核分枝杆菌中功能完全，在分枝杆菌actin存在的情况下恢复了结核分枝杆菌的生长。耻垢分枝杆菌同源蛋白的晶体结构为二硫键，形成“束结”结构，蛋白质表面有两个氨基酸斑块，这在分枝杆菌中是进化保守的。
Rv0455c的作用机制尚不清楚，且该蛋白不表现铁载体结合蛋白常见的深裂。然而，研究人员说，Rv0455c可能在Mtb的铁载体分泌系统中发挥重要的结构作用，可能是作为一种重要的辅助蛋白，或通过将膜内铁载体出口蛋白与假定的膜外通道连接起来。
Niederweis说:“这项研究在了解Mtb铁载体分泌系统方面迈出了重要的一步，该系统的蛋白质与其他细菌铁载体分泌系统没有相似之处。”“此外，我们确定铁载体中毒是缺乏rv0455c基因的Mtb突变体大毒力损失的重要机制，验证了铁载体分泌作为药物靶点，并揭示了结核药物的新机制。”
A periplasmic cinched protein is required for siderophore secretion and virulence of Mycobacterium tuberculosis
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