《肺炎鏈球菌膽鹼合成代謝通路的結構和酶學研究》是依託中國科學技術大學，由陳宇星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：肺炎鏈球菌膽鹼合成代謝通路的結構和酶學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳宇星
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
肺炎鏈球菌是引起人類疾病的重要病原菌之一，可引起大葉性肺炎、腦膜炎、支氣管炎等疾病，導致全球每年約160萬人死亡。肺炎球鏈菌主要的致病因子是肺炎球菌溶血素及細胞壁莢膜。膽鹼是肺炎鏈球菌細胞壁和夾膜上的重要組分，同時也是其生長所必須營養成分。膽鹼對肺炎鏈球菌的分裂、轉化、自溶以及表面毒性相關膽鹼結合蛋白的形成具有至關重要的作用,因此膽鹼合成代謝通路的研究將有助於我們更好地理解其致病機制。肺炎鏈球菌的膽鹼合成代謝途徑主要由lic基因簇編碼的8個蛋白質催化的生化反應所組成。我們以這些lic蛋白為研究對象，用X射線晶體學的方法解析各個單一蛋白及其複合物的三維結構，同時結合微生物學、細胞生物學、生物化學的手段研究其生化和生理功能，以期闡明肺炎鏈球菌的膽鹼代謝途徑的結構和酶學基礎，從而為研製新型的肺炎鏈球菌抑制劑和疫苗提供理論指導。
結題摘要
磷脂醯膽鹼可以維持細胞膜的穩定性和流動性，並在細菌性病理中發揮著重要作用。在肺炎鏈球菌中，膽鹼分子只有在磷酸化以後才能在機體內發揮生理作用。膽鹼分子首先從胞外通過LicB通道運到胞內，緊接著胞內的膽鹼分子被膽鹼激酶LicA磷酸化，再由LicC將磷酸膽鹼轉變成CDP-膽鹼，然後由LicD1和LicD2將磷酸膽鹼轉移到磷脂酸和脂磷壁酸上。 我們解析了肺炎鏈球菌LicA全長的apo-form、LicA-膽鹼及LicA-AMP-MES晶體結構，其LicA的酶活位點位於N端和C端的結構域之間的活性口袋內，可以將攝入的膽鹼活化為磷酸膽鹼，干擾免疫系統的對肺炎鏈球菌的識別。通過HPLC鑑定酶活，確認了P-loop上的E196A對酶活有重要作用。 LytA是肺炎鏈球菌中唯一被鑑定的醯胺酶，能夠水解N-乙醯胞壁酸和L-丙氨酸之間的醯胺鍵，引起肺炎鏈球菌在靜止期發生自溶。我們解析了其解析度為2.1 Å的全長結構。並通過酶活分析，證明膽鹼結合位點對酶活是必不可少的。 磷酸膽鹼轉移酶可以將磷脂醯膽鹼分別轉移到細胞壁的磷壁酸和脂多糖的多糖鏈上的重複單元上。它的缺失或突變會導致肺炎鏈球菌細胞壁膽鹼含量降低50%，我們使用螢光法檢測LicD與其底物的相互作用，發現CDP-膽鹼和GalNAc可能是LicD2的天然底物。
