霍亂弧菌T6SS針狀蛋白VgrG3及其免疫蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究.pdf

1、UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeStructuraIandfunctionaIinsightintoVibriocholeraeVIspikeproteinVgrG3anditscognateimmunityproteinAuthor’SName：JiulongZhangSpeciality：BiochemistryandMolec

2、ularBiologySupervisor：ProfYuhuiDongFinishedtime：May3m，2014摘要摘要細(xì)菌細(xì)胞現(xiàn)在己被發(fā)現(xiàn)有多種不同的分泌機(jī)制同它們所處的外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸。目前，在革蘭氏陰性菌細(xì)胞膜上，六種不同類型分泌系統(tǒng)依據(jù)它們的轉(zhuǎn)運(yùn)模式及組成成分被鑒定和歸類，分別稱為I至VI型蛋白分泌系統(tǒng)(T1SST6SS)。T6SS是一個(gè)龐大的由多種不同蛋白組分組裝而成的大分子裝置，它與細(xì)菌殺傷性行為緊密關(guān)聯(lián)并參與到革蘭

3、氏陰性菌的種群競爭。同時(shí)，T6SS依賴細(xì)胞間接觸的蛋白運(yùn)輸方式也介導(dǎo)相鄰的細(xì)菌細(xì)胞間的相互作用。T6SS裝置在功能和結(jié)構(gòu)上和T4噬菌體的尾部十分相似。組裝成跨膜納米管的HCP和針頭狀的VgrG是T6SS最核心的部分，同時(shí)它們也是T6SS的標(biāo)志蛋白組分。宿主細(xì)胞在用T6SS攻擊其它細(xì)胞時(shí)，其三聚體的VgrG針頭首先穿透靶細(xì)胞的細(xì)胞膜。盡管現(xiàn)在對(duì)于T6SS的蛋白組成和效應(yīng)蛋白的運(yùn)輸機(jī)制不是很清楚，但可以確實(shí)的是T6SS主要是通過一些毒性效應(yīng)

4、蛋白分子來介導(dǎo)細(xì)菌間的競爭以及其他的功能。供體細(xì)菌細(xì)胞使用T6SS分泌毒性效應(yīng)蛋白到靶細(xì)胞中從而殺傷這些靶細(xì)胞來獲取生存優(yōu)勢，這些供體細(xì)菌細(xì)胞能夠產(chǎn)生相應(yīng)的免疫蛋白來抑制這些毒性效應(yīng)蛋白從而防止自我攻擊。最近霍亂弧菌中的VgrG3的C末端結(jié)構(gòu)域(VgrG3C)被鑒定是一種T6SS效應(yīng)蛋白。VgrG3C能夠水解細(xì)菌細(xì)胞膜的肽聚糖，同時(shí)抑制它的活性的免疫蛋白被鑒定為TsaB。但關(guān)于VgrG3和TsaB行使功能的具體機(jī)制目前仍知之甚少。所以我

5、們選擇VgrG3和TsaB作為我們的研究對(duì)象對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究。本文我們利用X射線晶體學(xué)方法解析了VgrG3CTsaB復(fù)合物和TsaB的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合一些生化試驗(yàn)去探索研究它們的相關(guān)功能。VgrG3CTSaB復(fù)合物在溶液中處于異源四聚體狀態(tài)，VgrG3C的結(jié)構(gòu)大體上采取了T4噬菌體溶菌酶的折疊方式。兩個(gè)很保守的氨基酸Glu827和Asp842組成了VgrG3C的催化二聯(lián)體。同它的同源結(jié)構(gòu)相比，VgrG3C具有一些獨(dú)特的特征，這可能

6、與底物特異性相關(guān)。免疫蛋白TsaB是通過部分模擬VgrG3C的底物而插入到它的活性13袋來抑制它的活性。這些數(shù)據(jù)一起為我們建立一個(gè)新的抑制機(jī)制并且為潛在的抗菌試劑的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。另外，TsaB的寡聚化也可能參與到了對(duì)VgrG3C抑制過程。處于多種不同寡聚化狀態(tài)的TsaB能夠在多種不同的方向上來結(jié)合VgrG3C。同時(shí)我們的工作也擴(kuò)展了我們對(duì)于T6SS在這種問競爭中作用的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：V1分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白免疫蛋白VgrG3CTsaB復(fù)