论文部分内容阅读
本论文主要包含两方面的内容:铜绿假单胞菌T6SS效应-免疫蛋白以及酿酒酵母Wss1结构与功能研究。 铜绿假单胞菌具有抗菌活性以及致病性,它装备有一套强大的分泌系统。六型分泌系统(T6SS)在其中扮演着重要的作用。T6SS将效应蛋白输送进入外界环境,原核以及真核细胞,以此获得营养,参与细菌之间竞争以及逃脱真核宿主免疫机制,同时表达免疫蛋白来保护自身或者姊妹细胞不受效应蛋白毒害。所以关于T6SS效应因子和相应的免疫蛋白结构及其致病和拮抗机理成为近几年相关研究的热点。本课题选择来源于铜绿假单胞菌的PldA(Tle5)和PldB(Tle5B)及其免疫蛋白为研究对象,开展其结构及免疫蛋白拮抗方面的研究。PldA和PldB是由铜绿假单胞菌六型分泌系统分泌的两种效应因子。可参与细菌内化进入人类上皮细胞非常关键。PA3488(Tli5)以及PA5088-PA5086分别为PldA和PldB的免疫蛋白,可以抑制其各自同源的效应蛋白。本实验中,我们成功得到PldA,PA3488,PldA-PA3488复合物以及PA5088,PA5087,PA5086的晶体。利用X射线衍射技术我们解析了PA3488以及PA5088,PA5087的晶体结构。PA3488的结构呈蟹爪型,PA3488包含两个重要的模体:一个是比较保守的由β折叠以及loop组成的模体;另外一个是又长又尖的α1-α2模体。通过对晶体结构与小角散射实验拟合出的PldA-PA3488的复合体模型的叠加以及同源结构蛋白分析,我们认为α1-α2模体与PldA有直接的相互作用。PA5088以及PA5087整体结构非常相似,呈开环状。PA5088以及PA5087电子势能表面分布的不同对于它们对不同物种效应蛋白的抑制具有重要作用。通过与来自链霉菌PLD蛋白的分子对接实验我们预测PA5088,PA5087以及PA5086主要通过保守的芳香族氨基酸产生的疏水堆积与PLD蛋白中的关键氨基酸进行作用。同时通过比对PldA以及PldB的免疫蛋白,分析各自的结构特征,这些将会使我们对于磷脂酶D家族蛋白及其免疫机制的理解更加深入。 在生物体生长代谢过程中,由于各种内源或者外源因素都会形成有害的蛋白质-DNA交联体(DPCs)。DPCs对细胞有巨大毒害,它们会抑制解旋酶对DNA的解旋,抑制复制的进程,进而抑制细胞分裂导致细胞死亡。Wss1是一种金属蛋白酶,其通过降解DPCs中的蛋白组分来降解DPCs,消除DPCs对细菌的伤害。为了更深入的了解其结构是如何决定发挥功能的,本课题选取了酿酒酵母中的金属蛋白酶Wss1(简称ScWss1)进行研究。ScWss1已被证明以一种DNA依赖的方式发挥酶解活性。本实验中,我们成功得到ScWss1及其活性位点突变体ScWss1116E-Q以及ScWss1-DNA复合体晶体。通过X射线衍射技术,我们解析了ScWss1及其活性位点突变体ScWss1116E-Q截短(即ScWss121-148及ScWss117-151116E-Q)的部分结构。全长结构通过SAXS实验来表征。Wss1家族蛋白保守部分为降解DPCs中蛋白组分的蛋白酶结构域,其包含一个最保守的结合锌离子的HEXXH模体。通过对ScWss1以及SpWss1的结构比对分析,我们认为电子势能表面分布的不同以及底物结合沟的缺失对于ScWss1识别底物具有重要的影响。通过对缺乏水解活性的Proabylysin蛋白以及ScWss1结构分析以及小角散射模型比对,我们推测出Wss1单独存在时,C端插入活性中心,阻挡底物进入从而“关闭”酶活;DNA存在时,C端与DNA结合,释放活性中心,底物进入从而“开启”酶活。