弧菌FadR調控蛋白所介導的脂肪酸信號感應的新機制

《弧菌FadR調控蛋白所介導的脂肪酸信號感應的新機制》是依託浙江大學，由馮友軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：弧菌FadR調控蛋白所介導的脂肪酸信號感應的新機制
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：馮友軍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

弧菌FadR表現出與眾不同的脂肪酸感應能力，但其分子機制不詳。本項目的實施將試圖回答這一科學問題。通過製備不同弧菌來源的FadR蛋白，運用凝膠阻滯和表面等離子共振技術等研究手段，揭示弧菌FadR特異性的DNA結合能力，闡明其對弧菌脂代謝的調節機制。等溫滴定量熱法將指出弧菌FadR與棕櫚酸輔酶A配體分子的互作模式。弧菌FadR蛋白及其與配體結合物晶體結構的解析則將給出直觀證據，繪製出其配體分子結合位點。初步晶體學分析結果顯示：弧菌FadR多出的配體分子結合位點與其40個胺基酸的插入相關，符合我們的預期構想。該發現將代表病原細菌脂肪酸感應的一種嶄新機制。鑒於弧菌fadR基因在其致病性中的作用，該感應機制將有潛力作為一個新抗菌靶點用於小分子藥物（抑制劑）設計。

結題摘要

最近，霍亂弧菌FadR蛋白與油酸輔酶A的複合物結構研究提示存在額外的配體分子結合位點。然而我們對霍亂弧菌的近親--溶藻弧菌的脂代謝及其調控網路了解甚少。本項目的開展不僅揭示了溶藻弧菌的FadR蛋白的晶體結構，而且勾勒了其與棕櫚醯輔酶A配體分子的複合物結構。上述2類弧菌FadR/不同配體的複合物結構比對分析有力地說明了其雙配體結合模式，這不同於經典的大腸桿菌FadR單一配體結合方式。事實上，等熱滴定實驗亦證實了弧菌FadR蛋白與配體結合比為2：1。SPR與EMSA地實驗結果表明弧菌FadR可與fabA相互作用，且該相互作用可激活fabA的表達。基因敲除與小鼠定植實驗闡明了弧菌FadR蛋白是一個致病相關的因子，而且第2個配體結合位點對於其完成成功感染至關重要。因此本課題提供了為脂代謝參與細菌感染過程提供了有力的證據。鑒於弧菌FadR調控蛋白不同尋常地攜帶了2個配體分子的結合位點。本課題進而製備了不同弧菌的FadR蛋白，並用體外和體內的手段比較研究了其蛋白特徵。弧菌的一個輔助性fad基因VC2105攜帶了一個疑似的FadR結合位點,很可能編碼一個硫酯酶。基於EMSA與SPR的實驗結果，證實了VC2105啟動子確實能夠與FadR互作。體內與體外的實驗證據進一步證實了FadR是VC2105基因的抑制子。基因敲除實驗顯示：VC2105不同於另一個脂肪酸代謝基因fadD基因，並不影響細菌的生長及其相關毒力因子基因的表達。由此可見，VC2105基因僅僅是一個輔助性的弧菌脂代謝相關的成員。此外，本課題亦研究了脂代謝的產物類脂A,發現其醯基乙醇胺修飾與粘菌素的耐藥密切相關。同時發現了一大類不同的質粒可攜帶並傳播類脂A的修飾酶基因mcr-1.