肺炎鏈球菌肽聚糖水解酶LytB與耐藥相關(guān)蛋白Sp0010的結(jié)構(gòu)與功能研究.pdf

1、Ⅰ.肺炎鏈球菌肽聚糖水解酶LytB的結(jié)構(gòu)和功能研究
　　肺炎鏈球菌是人類(lèi)的主要致病菌之一，它能導(dǎo)致重大人類(lèi)疾病并造成每年一百六十多萬(wàn)人的死亡。研究證據(jù)顯示肺炎球菌的內(nèi)切-β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶LytB對(duì)肺炎鏈球菌的細(xì)胞分裂以及細(xì)菌在鼻咽部定植發(fā)揮重要作用，然而LytB的生化分子機(jī)制到目前為止還不清楚。我們解析了LytB催化結(jié)構(gòu)域（殘基從375位賴氨酸至658位天冬氨酸）的晶體結(jié)構(gòu)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)ytBCAT)，其衍射分辨率為1.6

2、5(A)。LytBCAT由三個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立的模塊SH3b、WW和GH73組成，這三個(gè)模塊組成一個(gè)“T”字型溝槽構(gòu)成了其催化活性中心。蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)比較結(jié)合計(jì)算模擬顯示LytB的底物為四糖五肽，其催化關(guān)鍵殘基為Glu564。體外酶活水解實(shí)驗(yàn)表明蛋白LytB更易于水解敲除基因lytB肺炎鏈球菌中的肽聚糖，這暗示了LytB的特異性底物為未成熟肽聚糖。結(jié)合體外長(zhǎng)鏈分散實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)細(xì)胞分裂分析，我們證明了SH3b、WW和GH73三個(gè)模塊對(duì)于蛋白Ly

3、tB活性都是必需的。進(jìn)一步的功能分析顯示LytB的完整活性對(duì)于肺炎鏈球菌粘附和侵染人的肺上皮細(xì)胞是非常關(guān)鍵的?；诮Y(jié)構(gòu)的序列比對(duì)，我們發(fā)現(xiàn)LytB這種特殊的結(jié)構(gòu)模塊組成方式在鏈球菌Streptococcus mitis和Gemella的同源蛋白中高度保守。我們的研究結(jié)果闡明了LytB在肺炎球菌細(xì)胞壁重構(gòu)和細(xì)菌粘附侵染過(guò)程中發(fā)揮功能的分子機(jī)制，為新型抗生素和疫苗的開(kāi)發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。
　　Ⅱ.肺炎鏈球菌耐藥相關(guān)蛋白Sp0010的結(jié)構(gòu)

4、和功能研究
　　肺炎鏈球菌能導(dǎo)致患者具有極高死亡率的原因是很多肺炎鏈球菌具有多重耐藥性。革蘭氏陰性菌和陽(yáng)性菌常常利用β-內(nèi)酰胺酶來(lái)抵抗β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素，然而到目前為止肺炎鏈球菌中還沒(méi)有β-內(nèi)酰胺酶被鑒定出來(lái)。我們合作者提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在肺炎鏈球菌TIGR4中將編碼一個(gè)推測(cè)為β-內(nèi)酰胺酶的基因Sp0010敲除后，肺炎鏈球菌對(duì)多種抗生素敏感。因此，我們表達(dá)和純化了這個(gè)蛋白進(jìn)行結(jié)晶研究，并收集了一套2.5(A)分辨率的野生型蛋白Sp