【摘要】：(I)金黃色葡萄球菌富絲氨酸重復(fù)蛋白SraP配體結(jié)合區(qū)(ligand-binding region, BR)的結(jié)構(gòu)與功能研究 金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一種革蘭氏陽(yáng)性菌,它可以導(dǎo)致多種疾病,比如感染性心內(nèi)膜炎、骨髓炎、膿毒性關(guān)節(jié)炎以及敗血癥等。金葡菌表面的SraP是一種富含絲氨酸高度糖基化的蛋白(serine-rich repeat glycoproteins, SRRPs)。SraP可以通過(guò)其配體結(jié)合區(qū)域(ligand-binding region, BR)粘附血小板進(jìn)而導(dǎo)致感染性心內(nèi)膜炎。為了闡釋SraP與宿主之間的相互作用機(jī)制,我們通過(guò)X-射線晶體學(xué)的方法解析了配體結(jié)合區(qū)域SraPBR的結(jié)構(gòu),其分辨率為2.05A。SraPBR的整體結(jié)構(gòu)呈伸展的桿狀,由四個(gè)分開的模塊組成,它們的結(jié)構(gòu)分別與豆科凝集素(Legume lectin)、免疫球蛋白結(jié)合蛋白β-grasp折疊以及鈣粘素(Cadherin)相似�；诮Y(jié)構(gòu)分析,結(jié)合生物化學(xué)、微生物學(xué)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn),可以發(fā)現(xiàn)L-lectin模塊能特異性地與N-乙酰神經(jīng)氨酸(Neu5Ac)結(jié)合,進(jìn)而介導(dǎo)SraPBR黏附到A549細(xì)胞表面來(lái)侵染宿主細(xì)胞。而β-grasp折疊模塊不具備免疫球蛋白結(jié)合蛋白結(jié)合活性。另外,C端的兩個(gè)串聯(lián)的鈣粘素模塊與真核生物的鈣粘素相似,但是它們的鈣離子結(jié)合方式不同。小角X射線衍射和分子模擬實(shí)驗(yàn)證明SraPBR C端的三個(gè)模塊通過(guò)鈣離子維持整體結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛性,從而將L-lectin模塊支出細(xì)菌細(xì)胞外發(fā)揮粘附功能。另外,通過(guò)突變實(shí)驗(yàn)以及最近鑒定SraP的底物三糖,我們認(rèn)為SraPBR通過(guò)特異性識(shí)別唾液酸化的受體來(lái)介導(dǎo)金黃色葡萄球菌粘附以及侵染到宿主表皮細(xì)胞中。該研究將為開發(fā)針對(duì)金黃色葡萄球菌的新型疫苗或者抗生素提供理論指導(dǎo)。 (Ⅱ) DacB的結(jié)構(gòu)與酶學(xué)研究 肺炎鏈球菌中的細(xì)胞壁肽聚糖L,D羧肽酶DacB是特異水解肽聚糖肽段L-賴氨酸和D-丙氨酸之間的肽鍵的酶。敲除DacB基因后會(huì)導(dǎo)致肺炎鏈球菌細(xì)胞形態(tài)以及隔板分裂的缺陷,暗示DacB在肽聚糖的重塑中發(fā)揮重要的作用。因此,DacB有可能作為潛在的抗生素靶標(biāo)。通過(guò)X-射線晶體學(xué)的方法解析了DacB的結(jié)構(gòu),分辨率為2.1A。這是第一個(gè)革蘭氏陽(yáng)性菌中的L,D-羧肽酶的三維結(jié)構(gòu)。DacB整體呈球狀,由一些個(gè)α螺旋及其圍繞的核心β-sheet組成。結(jié)構(gòu)分析顯示DacB是M15B蛋白酶家族的成員。與M15B蛋白酶家族不同的是,DacB的活性位點(diǎn)有一個(gè)六配位的鋅離子組成,鋅離子與His-Asp-His-Glu四聯(lián)體以及另外兩個(gè)水分子配位。通過(guò)生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肽聚糖的四肽(L-Ala-D-iGln-L-Lys-D-Ala)是DacB的合適底物。通過(guò)分子對(duì)接以及突變實(shí)驗(yàn),鑒定了結(jié)合四肽底物的關(guān)鍵殘基�；谶@些研究成果將為開發(fā)針對(duì)肺炎練球菌的新型疫苗或者抗生素提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R378.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2748968