金黃色葡萄球菌富絲氨酸重復(fù)蛋白SraP配體結(jié)合區(qū)以及肺炎鏈球菌L,D-羧肽酶DacB的結(jié)構(gòu)與功能研究.pdf

1、(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可以通過其

2、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2.05(A)。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。基于結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合生

3、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SraPaR C端的三個(gè)模塊通過鈣離子維持整體結(jié)構(gòu)的相對剛性，從而將L-lectin模塊支出細(xì)菌細(xì)胞

4、外發(fā)揮粘附功能。另外，通過突變實(shí)驗(yàn)以及最近鑒定SraP的底物三糖，我們認(rèn)為SraPBR通過特異性識別唾液酸化的受體來介導(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基因后會導(dǎo)致肺炎鏈球菌細(xì)胞形態(tài)以及隔板

5、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X-射線晶體學(xué)的方法解析了DacB的結(jié)構(gòu)，分辨率為2.1(A)。這是第一個(gè)革蘭氏陽性菌中的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-