Despite the discovery of the tubercle bacillus more than 130 years ago, its physiology and the mechanisms of virulence are still not fully understood. A comprehensive analysis of the proteomes of members of the human-adapted Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) lineages 3, 4, 5, and 7 was conducted to better understand the evolution of virulence and other physiological characteristics. Unique and shared proteomic signatures in these modern, pre-modern and ancient MTBC lineages, as deduced from quantitative bioinformatics analyses of high-resolution mass spectrometry data, were delineated. The main proteomic findings were verified by using immunoblotting. In addition, analysis of multiple genome alignment of members of the same lineages was performed. Label-free peptide quantification of whole cells from MTBC lineages 3, 4, 5, and 7 yielded a total of 38,346 unique peptides derived from 3092 proteins, representing 77% coverage of the predicted proteome. MTBC lineage-specific differential expression was observed for 539 proteins. Lineage 7 exhibited a markedly reduced abundance of proteins involved in DNA repair, type VII ESX-3 and ESX-1 secretion systems, lipid metabolism and inorganic phosphate uptake, and an increased abundance of proteins involved in alternative pathways of the TCA cycle and the CRISPR-Cas system as compared to the other lineages. Lineages 3 and 4 exhibited a higher abundance of proteins involved in virulence, DNA repair, drug resistance and other metabolic pathways. The high throughput analysis of the MTBC proteome by super-resolution mass spectrometry provided an insight into the differential expression of proteins between MTBC lineages 3, 4, 5, and 7 that may explain the slow growth and reduced virulence, metabolic flexibility, and the ability to survive under adverse growth conditions of lineage 7.

尽管130多年前发现了结核杆菌，但其生理学和毒力机制仍未完全了解。对人类适应成员蛋白质组的全面分析结核分枝杆菌进行了复杂（MTBC）谱系3、4、5和7的研究，以更好地了解毒力和其他生理特征的演变。描绘了这些现代，前现代和古代MTBC谱系中独特且共享的蛋白质组学特征，这些特征是根据高分辨率质谱数据的定量生物信息学分析得出的。主要的蛋白质组学发现通过免疫印迹得到了证实。另外，进行了相同谱系成员的多基因组比对的分析。来自MTBC谱系3、4、5和7的全细胞的无标记肽定量产生了来自3092种蛋白质的38346种独特肽，占预测蛋白质组的77％覆盖率。观察到539种蛋白质的MTBC谱系特异性差异表达。谱系7展示了与DNA修复，VII型ESX-3和ESX-1分泌系统，脂质代谢和无机磷酸盐摄取有关的蛋白质丰度显着降低，并且与TCA循环和CRISPR替代途径有关的蛋白质丰度增加-Cas系统与其他血统相比。谱系3和4表现出更高的蛋白含量，涉及毒性，DNA修复，耐药性和其他代谢途径。通过超高分辨率质谱对MTBC蛋白质组进行高通量分析，可以深入了解MTBC谱系3、4、5和7之间蛋白质的差异表达，这可以解释生长缓慢和降低的毒力，代谢灵活性以及能力。在血统不利的生长条件下生存7。VII型ESX-3和ESX-1分泌系统，脂质代谢和无机磷酸盐吸收以及与其他谱系相比，涉及TCA循环和CRISPR-Cas系统替代途径的蛋白质增加。谱系3和4表现出更高的蛋白含量，涉及毒性，DNA修复，耐药性和其他代谢途径。通过超高分辨率质谱对MTBC蛋白质组进行高通量分析，可以深入了解MTBC谱系3、4、5和7之间蛋白质的差异表达，这可以解释生长缓慢和降低的毒力，代谢灵活性以及能力。在血统不利的生长条件下生存7。与其他谱系相比，VII型ESX-3和ESX-1分泌系统，脂质代谢和无机磷酸盐摄取以及参与TCA循环和CRISPR-Cas系统替代途径的蛋白质的丰度增加。谱系3和4表现出更高的蛋白含量，涉及毒性，DNA修复，耐药性和其他代谢途径。通过超高分辨率质谱对MTBC蛋白质组进行高通量分析，可以深入了解MTBC谱系3、4、5和7之间蛋白质的差异表达，这可以解释生长缓慢和降低的毒力，代谢灵活性以及能力。在血统不利的生长条件下生存7。与其他谱系相比，参与TCA循环和CRISPR-Cas系统替代途径的蛋白质的丰度增加。谱系3和4表现出更高的蛋白含量，涉及毒性，DNA修复，耐药性和其他代谢途径。通过超高分辨率质谱对MTBC蛋白质组进行高通量分析，可以深入了解MTBC谱系3、4、5和7之间蛋白质的差异表达，这可以解释生长缓慢和降低的毒力，代谢灵活性以及能力。在血统不利的生长条件下生存7。与其他谱系相比，参与TCA循环和CRISPR-Cas系统替代途径的蛋白质丰度更高。谱系3和4表现出更高的蛋白含量，涉及毒性，DNA修复，耐药性和其他代谢途径。通过超高分辨率质谱对MTBC蛋白质组进行高通量分析，可以深入了解MTBC谱系3、4、5和7之间蛋白质的差异表达，这可以解释生长缓慢和降低的毒力，代谢灵活性以及能力。在血统不利的生长条件下生存7。