【摘要】：六型分泌系統(tǒng)(T6SS)是一種大分子機(jī)器,廣泛分布于革蘭氏陰性菌中,它在細(xì)菌的生命周期進(jìn)程中扮演著重要的作用,比如種間競爭、生物膜形成以及毒性相關(guān)的過程。T6SS作為條件致病菌的一種武器,可以注射效應(yīng)因子到原核生物或真核生物細(xì)胞,從而達(dá)到侵染的目的。T6SS在結(jié)構(gòu)和功能上類似于可收縮的噬菌體尾部,它包括至少13種核心亞基。其中,纈氨酸-甘氨酸重復(fù)蛋白(VgrG)和溶血素協(xié)同調(diào)節(jié)蛋白(Hcp),這兩種蛋白由T6SS分泌并對(duì)它的功能執(zhí)行十分重要,是T6SS的特征蛋白。Hcp蛋白作為T6SS的重要組成,它的主要功能是細(xì)菌T6SS中多種效應(yīng)因子的轉(zhuǎn)運(yùn)者和分子伴侶。Hcp1是由HSI-Ⅰ基因編碼的蛋白,它屬于Hcp蛋白家族,能夠形成六元環(huán)。除了 Hcp蛋白,T6SS中的另外兩個(gè)核心組成蛋白VgrG和PAAR也可以輔助運(yùn)輸效應(yīng)因子。綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosawere)中的PaHcp1蛋白和效應(yīng)因子Tse2各自的晶體結(jié)構(gòu)分別在2006年和2016年被解析。有文章報(bào)道,PaHcp1能夠與Tse2發(fā)生直接相互作用,并且通過電鏡看到Tse2是與PaHcp1六元環(huán)內(nèi)部結(jié)合。我們嘗試通過X射線晶體學(xué)的手段來獲得PaHcp1-Tse2蛋白質(zhì)復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)生物學(xué)角度闡明它們的結(jié)合模型,從而促進(jìn)對(duì)Hcp蛋白運(yùn)輸機(jī)制的理解。最終,我們獲得了 PaHcp1-Tse2蛋白質(zhì)復(fù)合物晶體,但并沒解析出其復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。近來發(fā)現(xiàn),沙門氏桿菌(Salmonella typhimurium)中的StHcp1在T6SS抗菌活性中起著關(guān)鍵的作用,它通過與效應(yīng)因子Tae4的特異性相互作用,將其分泌至宿主,從而感染宿主的腸道。目前為止,有少量的Hcp同源結(jié)構(gòu)被報(bào)道,包括鮑氏不動(dòng)桿菌中的Hcp1,遲鈍愛德華菌中的EvpC,腸集聚性大腸桿菌中的Hcp1突變體,以及類鼻疽伯克氏菌中的Hcp1。值得注意的是,所有的這些已知結(jié)構(gòu),它們都是一個(gè)六元環(huán)的寡聚體,且單體中都包含一個(gè)β桶結(jié)構(gòu)域,環(huán)的外徑約80A,內(nèi)徑約40A。內(nèi)孔中只能適應(yīng)小的折疊好的蛋白(20kDa)或者未折疊好的蛋白。然而,StHcp1的結(jié)構(gòu)至今仍沒有被解析。我們解析了沙門氏桿菌中StHcp1和StHcp2的晶體結(jié)構(gòu),它們和已知的Hcp同源蛋白的結(jié)構(gòu)相似,都由一個(gè)β桶結(jié)構(gòu)域組成,并有一段延伸出來的loop區(qū),而且也可以形成六元環(huán)。野生型的StHcp2在溶液中主要以六聚體和四聚體形式存在。通過定點(diǎn)突變StHcp2延伸loop上的氨基酸,發(fā)現(xiàn)六聚體部分解聚成單體或是容易形成包涵體,表明該loop在六聚體的形成中起著重要作用。StHcp1和StHcp2的結(jié)構(gòu)與功能研究有助于深入理解沙門氏桿菌中T6SS的作用機(jī)制和功能。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R37

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1 ;中國科學(xué)家破解膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)難題[J];生物學(xué)通報(bào);2004年04期

2 郭東耀,呂品U

本文編號(hào)：2735132