分子伴侶CsgE/CsgF調控Curli分泌和組裝的結構和功能研究

《分子伴侶CsgE/CsgF調控Curli分泌和組裝的結構和功能研究》是依託西安交通大學，由溫玉榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：分子伴侶CsgE/CsgF調控Curli分泌和組裝的結構和功能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：溫玉榮
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

Curli是由細菌Curli分泌系統分泌和組裝的功能性澱粉樣蛋白，作為細菌生物膜重要的結構功能部件，它介導細菌與宿主細胞間的粘附和侵染，導致細菌抗生素抵抗並逃逸宿主的免疫清除。該分泌系統中的分子伴侶CsgE和CsgF在Curli組分CsgA和CsgB的分泌，摺疊以及細胞膜定位與組裝中發揮了至關重要的作用，而其調控分子機制還不明確。本項目採用一體化結構生物學方案，解析Curli分泌過程中CsgE與外膜孔道蛋白CsgG相互作用，膜定位過程中CsgF與CsgB相互作用複合物晶體結構，同時揭示CsgE在周質區識別並抑制CsgA摺疊為成熟富β摺疊結構的分子機制，在此基礎上構建基因敲除和關鍵胺基酸位點突變的菌株明確分子伴侶在生理水平的調控機制。系統性的闡明分子伴侶CsgE和CsgF在Curli分泌和組裝中的原子水平晶體結構及生理水平調控分子機制，並為以抑制生物膜形成為基礎的細菌抗感染治療提供新的策略。

結題摘要

細菌生物膜的形成和多重耐藥是臨床細菌感染治療的難點和挑戰。本項目以細菌生物膜的重要結構功能部件Curli分泌系統以及多重耐藥的回響調控系統為研究對象，使用一體化結構生物學的方法，詳細闡述了沙門氏桿菌Curli分泌系統重要組分調控Curli分泌和組裝以及鮑曼不動桿菌回響調控因子介導其多重耐藥的分子機制。 本項目的研究成果主要包括三個方面：（1）成功構建並且純化了Curli分泌系統重要調控組分CsgD，CsgE，CsgF的重組蛋白，結晶並且解析了CsgD調控結構域2.0埃的原子解析度結構，並且建立Curli分泌系統敲除和點突變體系， 在原子水平晶體結構和生理水平系統闡述了CsgD調控Curli分泌系統的分子機制。（2）揭示回響調控因子AdeR可以通過識別其與AdeABC之間的一段順反子DNA序列而調控AdeABC運輸泵的表達水平。報導了AdeR調控結構域 1.4埃，AdeR調控結構域與金屬鎂離子複合物1.6埃以及AdeR DNA結合區域與其靶向的25bp的順反子DNA的複合物2.75埃晶體結構並且通過小角度X射線散射實驗驗證了它們在生理條件下的組裝狀態，系統性的闡明了直接調控AdeABC藥物運輸泵的回響調控因子AdeR的調控分子機制。（3）揭示了納米抗體識別介導病原微生物和宿主相互作用的巨噬細胞表面補體受體Vsig4的結構分子機制。 通過對沙門氏桿菌生物膜形成中Curli分泌系統以及回響調控因子介導鮑曼不動桿菌多重耐藥的結構和分子機制研究，以及使用納米抗體作為手段介導病原微生物和宿主相互作用的結構研究，將為新的抗生素藥物的研發以及尋找新的抗感染治療手段提供依據。