霍亂弧菌T6SS針狀蛋白VgrG3及其免疫蛋白的結構和功能研究.pdf

1、UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeStructuraIandfunctionaIinsightintoVibriocholeraeVIspikeproteinVgrG3anditscognateimmunityproteinAuthor’SName：JiulongZhangSpeciality：BiochemistryandMolec

2、ularBiologySupervisor：ProfYuhuiDongFinishedtime：May3m，2014摘要摘要細菌細胞現(xiàn)在己被發(fā)現(xiàn)有多種不同的分泌機制同它們所處的外界環(huán)境進行物質(zhì)運輸。目前，在革蘭氏陰性菌細胞膜上，六種不同類型分泌系統(tǒng)依據(jù)它們的轉(zhuǎn)運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，它與細菌殺傷性行為緊密關聯(lián)并參與到革蘭

3、氏陰性菌的種群競爭。同時，T6SS依賴細胞間接觸的蛋白運輸方式也介導相鄰的細菌細胞間的相互作用。T6SS裝置在功能和結構上和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，同時它們也是T6SS的標志蛋白組分。宿主細胞在用T6SS攻擊其它細胞時，其三聚體的VgrG針頭首先穿透靶細胞的細胞膜。盡管現(xiàn)在對于T6SS的蛋白組成和效應蛋白的運輸機制不是很清楚，但可以確實的是T6SS主要是通過一些毒性效應

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

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

6、與底物特異性相關。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新的抑制機制并且為潛在的抗菌試劑的開發(fā)提供了理論基礎。另外，TsaB的寡聚化也可能參與到了對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合VgrG3C。同時我們的工作也擴展了我們對于T6SS在這種問競爭中作用的認識。關鍵詞：V1分泌系統(tǒng)效應蛋白免疫蛋白VgrG3CTsaB復