《藍細菌異型胞分化調控的結構生物學基礎》是依託中國科學技術大學，由周叢照擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：藍細菌異型胞分化調控的結構生物學基礎
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周叢照
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
絲狀藍細菌魚腥藻(Anabaena sp. PCC7120)是經常爆發水華的江蘇太湖和安徽巢湖的第二大藍藻優勢種群，也是研究藍細菌的生理和生化功能的模式生物。它主要通過營養細胞行光合作用，在氮源缺乏時也可以通過異形胞進行厭氧固氮以維持側翼的營養細胞的生長。我們已解析了異形胞分化時感應氮源缺乏信號的全局性轉錄因子NtcA及其與效應子-2-OG的複合物的三維結構，並初步闡明了在2-OG富集時被激活的結構生物學機制。在此基礎上，我們將利用分子生物學、生物化學和結構生物學的手段對NtcA的相互作用蛋白以及NtcA調控的靶基因所編碼的蛋白質的結構和功能進行系統研究，同時結合轉錄組學和蛋白質組學的數據所鑑定得參與藍細菌異形胞分化的關鍵基因和蛋白，以期深入理解它們如何在NtcA的調控下實現異形胞分化的分子機制。這些蛋白質的三維結構、相互作用關係和生化功能的研究還將為我們防治藍藻水華提供理論指導。
結題摘要
異形胞是藍細菌在氮源缺乏條件下由營養細胞進一步分化形成的一種可進行固氮作用的特殊細胞。異形胞發育不僅對於藍細菌生理和生態研究具有重要作用，也為研究原核細胞分化提供了一個重要的模型。然而，目前人們對於異形胞的分化以及異形胞特異的糖脂層、多糖層的形成乃至異形胞成熟的機制都知之甚少。我們以魚腥藍細菌Anabaena sp. PCC 7120為研究對象，以X射線晶體衍射的方法為手段，系統表達和純化了一批參與藍細菌異形胞分化和成熟的轉錄調節蛋白和酶類，並解析了多個參與這一過程的蛋白質晶體結構。結合定點突變、活性分析、底物的篩選及模型構建等多種手段，闡明了一些靶蛋白在參與藍細菌異形胞形成過程中的作用機理，為更深入的研究藍細菌異形胞的分化和成熟提供了結構生物學基礎，有助於我們揭示細胞分化的機制。
