沙門氏致病菌中組氨酸激酶PmrB結構和信號傳遞機理

《沙門氏致病菌中組氨酸激酶PmrB結構和信號傳遞機理》是依託廈門大學，由韓愛東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：沙門氏致病菌中組氨酸激酶PmrB結構和信號傳遞機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓愛東
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

雙組份系統PmrAB是沙門氏菌等多類致病菌對多粘菌素產生耐藥性的分子基礎。其組氨酸激酶PmrB 感受多粘菌素信號刺激，通過與跨膜區相連的HAMP結構域將信號傳遞到下游的DHp和CA結構域。但是，HAMP傳遞信號的分子機制不明確。我們近期發表了一個帶有四個結構域的激酶VicK的晶體結構，提出DHp結構域的不對稱性是激酶二聚體順序完成自激活的關鍵。我們最近又解析了兩個ATP誘導的VicK同源體的晶體結構，揭示了ATP可促進激酶活化態的形成。但這一系列結構沒能回答HAMP結構域的調控問題。本研究以PmrB為對象，解析一系列臨床上已鑑定帶有HAMP的PmrB活化態突變體的晶體結構，綜合生物化學，計算機模擬和體內實驗等分析結構和功能的關係，揭示HAMP直接調控DHp的分子機制，加強對組氨酸激酶信號轉導的理解，促進了組氨酸激酶為靶點的新型抗生素的研發。

結題摘要

雙組分系統PmrAB是沙門氏菌等多類致病菌對多粘菌素產生耐藥性的分子基礎。它的PmrB組氨酸激酶感受抗生素刺激，通過與跨膜區相連的HAMP結構域把信號傳遞到下游的DHp和CA催化區。我們解析了四個結構域的激酶VicK的晶體結構和兩個ATP誘導的VicK同源體的晶體結構，擬在此基礎上，研究PmrB的HAMP調控DHp的分子機制。我們從10個細菌中獲得了細胞內PmrB蛋白和晶體，得到解析度5Å，但無法獲得HAMP結構信息。因此，我們研究了另個一個重要的雙組分系統KdpDE。該系統通過轉錄調控鉀離子通道蛋白亞基來維持胞內的鉀離子濃度。它與PmrB一樣是雙組分系統研究的典型，推斷具有類似的信號轉導機制。我們已經解析了一個KdpDE複合體結構揭示了該系統信號轉導過程，該成果論文在審稿中。另外，我們還解析了一個KdpD與它激活蛋白PtsN的複合體結構，目前正在進行相關的生化實驗。本項目的資助有力的支持了我們在雙組分系統領域的深入研究，加強了以組氨酸激酶為靶點的新型抗生素的研發基礎。