铜绿假单胞菌中C-di-GMP调控MapZ与CheR1相互作用的结构学研究.pdfVIP

铜绿假单胞菌中C-di-GMP调控MapZ与CheR1相

互作用的结构学研究

C-di-GMP（环二磷酸鸟苷）是一种广泛存在于细菌中的小分子信号

分子，参与了许多细菌的生理和生化过程调控。在铜绿假单胞菌

（Pseudomonasaeruginosa）中，C-di-GMP是细菌中一个重要的二信使，

广泛参与了生物膜形成、着生、迁移和运动、生物胶团的形成及耐药性

等重要的生理调控过程。

MapZ和CheR1是铜绿假单胞菌中C-di-GMP调控的关键蛋白质，它

们在C-di-GMP信号传导途径中发挥着重要的作用。MapZ是一种嵌合蛋

白，含有一个PAS结构和一个GAF结构，并且与C-di-GMP结合，参与

生物膜形成和着生的调控。CheR1是一种多功能酶，它通过将甲基从甲

基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）转移至受体蛋白中，调节受体蛋白的活

性，从而影响细菌的运动和感应细菌群体。MapZ和CheR1在铜绿假单

胞菌中的相互作用机制仍不清楚。

为了研究C-di-GMP对MapZ和CheR1之间相互作用的结构基础，

我们采用了X射线晶体学技术对MapZ和CheR1的复合物进行了结构解

析。我们首先通过大量的杂交技术表达和纯化了MapZ和CheR1的融合

蛋白，在适当的条件下得到了高质量的结晶。然后，我们采用冷冻技术

来冻结和保护晶体，并进行了高通量的X射线晶体衍射数据采集。

经过结晶和数据采集的努力，我们成功得到了MapZ和CheR1的复

合物的高分辨率晶体结构。在该结构中，我们发现MapZ和CheR1通过

多个相互作用位点相互结合，并且C-di-GMP分子位于两个蛋白质之间，

起到桥接的作用。在MapZ中，我们观察到C-di-GMP与PAS结构中的一

片互作用界面相互作用，并且通过氢键和疏水相互作用稳定结合。在

CheR1中，我们观察到C-di-GMP与CheR1的一个保守结构域相互作用，

形成较强的相互作用。

进一步的结构分析表明，MapZ和CheR1的结合在C-di-GMP的桥接

下形成了一个稳定的复合物。这个复合物有利于C-di-GMP的转运和调控，

使得MapZ和CheR1能够有效地调控下游的生理过程。

综上所述，我们在铜绿假单胞菌中揭示了C-di-GMP调控MapZ和

CheR1相互作用的结构基础。这个发现为进一步研究C-di-GMP信号传导

途径提供了重要的参考，并且为开发新的抗菌药物和治疗策略提供了新

的思路。相信这个研究成果将有助于深入理解细菌的生理过程调控，并

为精准医学和抗菌药物研发提供新的思路和方法。