铜绿假单胞菌是一种十分常见的条件性致病菌,当身体存在伤口或者免疫力比较低的时候,它才会感染和致病,而且非常难以除去,产生慢性感染最终可能导致死亡。因为它容易感染伤口,因此是医院手术和一些治疗后感染的一个主要来源,并常存在于患有囊性纤维化个体中引起肺部感染。群体效应是细胞间的一种交流,可以使细菌根据细胞的浓度来调节基因的表达。群体效应途径中包含大量的调节子,这些调节子可以控制很多毒性因子的表达,使得病原体能够适应各种环境,抵抗各种治疗方式。在铜绿假单胞菌中有las和rhl两个主要的群体效应系统,并且las系统会正向调节rhl系统,形成层级的调控网络。细菌虽然是一个个结构比较简单的个体,但通常它们不会单独生存,大部分的都是聚集在一起相互影响共同生存,其中一种常见的存在方式就是生物膜。形成生物膜后,菌落对抗生素等药物的抵抗能力会明显的增强。环二鸟苷酸(C-di-GMP)是各种调控的一个第二信使小分子,在细菌中存在广泛,其中一个方面就是可以调节生物膜的形成。主要由鸟苷酸环化酶(DGC)和磷酸二酯酶(PDE)催化它的合成和分解,其中EAL domain是分解C-di-GMP的一种PDE酶,可以将它分解成为PGPG。Ⅲ型分泌系统(T3SS)是一个作用于真核宿主细胞的主要毒力因素,并广泛存在于许多病原体中。它是一种特殊的针状转运装置,在高度调控下直接将效应毒素从细菌转到宿主细胞质中。转运装置末端插入到宿主细胞质膜形成转运孔道,这个转运通道主要由PopB和PopD通过寡聚形成。群体效应调节子vqsR的上游含有一个las box,可以被LasR特异性的识别和结合,因此las系统可以直接调控vqsR的转录和表达；而另一个群体效应调节子QscR是一个las和rhl系统的抑制子,而VqsR可以特定的结合qscR的启动子区域起到抑制作用。这可以表明VqsR可以通过QscR来影响QS的调控途径,因此VqsR是一个非常重要的调节子。通过蛋白质纯化、晶体实验和结构解析我们没有得到全长的结果,但是得到了其N端部分的结构,这有利于我们进一步找到VqsR全长N端可能结合的小分子,来研究VqsR是如何接受信号和调节下游基因表达的。基因arr被发现在氨基糖苷类抗生素诱导铜绿假单胞菌形成生物膜中有重要的作用,Arr是内膜上的磷酸二酯酶,其底物是第二信使C-di-GMP,周质空间的部分来接受氨基糖苷类抗生素的刺激,然后对胞内EAL domain的活性进行调节,进而调节胞内的C-di-GMP水平,影响生物膜的形成。我们成功纯化到了可溶性的膜蛋白Arr,虽然没有得到全长的晶体和结构,但是我们对其进行了活性检测,在体外验证了不同种类抗生素对膜蛋白活性的影响,验证了氨基糖苷类抗生素可以通过周质空间结构域影响EAL domain的活性。另外还得到了其中EAL domain的结构。对于Ⅲ型分泌系统转运孔道的膜蛋白PopB和PopD,我们纯化得到了可溶性的蛋白质,其中PopD到了蛋白质晶体,但是晶体较小无法进行X-ray的衍射实验；没有得到PopB的晶体。由于我们知道PopB和PopD在膜上形成环状结构,因此接下来想尝试PopB和PopD共转表达或者分别提出蛋白质混合反应后再进行晶体的普筛。