肺炎链球菌肽聚糖水解酶LytB与耐药相关蛋白Sp0010的结构与功能研究
发布时间：2021-07-21 19:50
I.肺炎链球菌肽聚糖水解酶LytB的结构和功能研究肺炎链球菌是人类的主要致病菌之一,它能导致重大人类疾病并造成每年一百六十多万人的死亡。研究证据显示肺炎球菌的内切-β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶LytB对肺炎链球菌的细胞分裂以及细菌在鼻咽部定植发挥重要作用,然而LytB的生化分子机制到目前为止还不清楚。我们解析了LytB催化结构域（残基从375位赖氨酸至658位天冬氨酸）的晶体结构(以下简称为LytB其衍射分辨率为1.65A。LytBCAT由三个结构相对独立的模块SH3b、WW和GH73组成,这三个模块组成一个“T”字型沟槽构成了其催化活性中心。蛋白质三维结构比较结合计算模拟显示LytB的底物为四糖五肽,其催化关键残基为Glu564。体外酶活水解实验表明蛋白LytB更易于水解敲除基因lytB肺炎链球菌中的肽聚糖,这暗示了LytB的特异性底物为未成熟肽聚糖。结合体外长链分散实验和体内细胞分裂分析,我们证明了SH3b、WW和GH73三个模块对于蛋白LytB活性都是必需的。进一步的功能分析显示LytB的完整活性对于肺炎链球菌粘附和侵染人的肺上皮细胞是非常关键的。基于结构的序列比对,我们发现LytB...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电子显微镜下的肺炎链球菌（来源于microbewiki)
降解掉(VoUmer et al., 2008a)。不同糖链之间的交联主要是通过4位D-Ala梭基与另一条链的3位A2pm或L-Lys的氨基直接或通过一段短肽桥连接（图1.3)。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的肽聚糖糖链部分没有差别，都由N-乙酷葡糖胺和N-乙酷胞壁酸构成，然而其寡肽链组成却不尽相同，其最大差别在于第3位氨基酸在革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）中为2,6-二氨基庚二酸（A2pm)(图1.3A)，而在革兰氏阳性菌（如肺炎链球菌）中是L-赖氨酸（图1.3B)。B D-Ala 一 Ala -]乂 \ciU^ I ser、\ cx>M*o?<o*^*OiCiJOH or-??OK*x?*o?x? Q-AiS — 广 D~Aia^ <■女 U 9? ^ I ^ 册OcfMc-MurMc \ j fytW COOH CO????CO?*^h<OOM COmkCHCQ'NHOICOOH L_LyG L LyS L:LySi'Ata \ in, ^ / ^ H w? 士、、 丨 i I+ \ 5 / ^ ^ ^ D-iGin D-iGin D-tGIn； g L-Aia L-Ala l-Ala|&?^M04MbKOOH 产 I I I(^IcNA^j^urNA^j^lcNA^j^urNA^I^IcNA^jj^urNA^图1.3大肠杆菌A)和肺炎链球菌B)的肽聚糖结构（根据(Vollmer etal., 2008a)修改绘制）。肽聚糖的合成总的来说可以被分为三个阶段：首先，水溶性的UDP活化的前导物（如 UDP-N-acetylglucosamine 和 UDP-N-acetylmuramyl pentapeptide)在细胞质内合成(Barreteau et al., 2008);其次，在细胞质一侧，新合成的UDP活化的前导物被装配到细胞膜十一碳二燒磷酸酯上形成脂错定的二糖五肽结构单元[NAG-NAM-L-Ala-y-D-Glu-meso-Aipm (or L-Lys)-D-Ala-D-Ala] (lipid II)，再在翻转酶的作用下由细胞质一侧翻转到细胞膜外；再次，脂质体lipid II通过释放十一碳二稀焦憐酸
脂质体lipid II通过释放十一碳二稀焦憐酸，将新合成的二糖五肽单元插入到新生的肽聚糖糖链上（图1.4)。具体来说，第一阶段在细胞质内完成，首先由MurA将憐酸稀醇丙酮酸的婦醇基转移到UDP-GluNAc上形成稀醇式UDP-GluNAc，然后再NADPH依赖的MurB酶作用下还原为UDP-MurNAc;生成的UDP-MurNAc在酶MurC、MurD、MurE 的作用下依次分别加上 L-Ala、D-Glu 和 mesodiaminopimelic (meso-A2pm)acid 或 L-Lys 生成 UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-meso-A2pm acid ( orUDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-L-Lys)；然后酶 MurF 催化将 D-Ala-D-Ala 偶联到MurE 的产物上生成 UDP-MurNAc-L-Ala-Y-D-Glu-meso-A2pm (orL-Lys)-D-Ala-D-Alac第二阶段也在细胞质内进行，由膜蛋白MraY将第一阶段的产物UDP-MurNAc-pentapeptide转移到H—■碳二條磷酸酯载体上形成的产物通常称为脂质体I (lipid I);紧接着酶MurG将UDP-GlcNAc的糖基转移到lipidI上生成所谓的脂质体lipid II。第三阶段，脂质体lipid II在翻转酶FtsW-RodA复合物作用下有细胞质一侧跨膜翻转到细胞外；翻转到细胞外的lipid II再在转糖基酶的作用下通过聚合反应插入到新生肽聚糖链上。参与此转糖基过程的酶由4
本文编号：3295661
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电子显微镜下的肺炎链球菌（来源于microbewiki)
降解掉(VoUmer et al., 2008a)。不同糖链之间的交联主要是通过4位D-Ala梭基与另一条链的3位A2pm或L-Lys的氨基直接或通过一段短肽桥连接（图1.3)。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的肽聚糖糖链部分没有差别，都由N-乙酷葡糖胺和N-乙酷胞壁酸构成，然而其寡肽链组成却不尽相同，其最大差别在于第3位氨基酸在革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）中为2,6-二氨基庚二酸（A2pm)(图1.3A)，而在革兰氏阳性菌（如肺炎链球菌）中是L-赖氨酸（图1.3B)。B D-Ala 一 Ala -]乂 \ciU^ I ser、\ cx>M*o?<o*^*OiCiJOH or-??OK*x?*o?x? Q-AiS — 广 D~Aia^ <■女 U 9? ^ I ^ 册OcfMc-MurMc \ j fytW COOH CO????CO?*^h<OOM COmkCHCQ'NHOICOOH L_LyG L LyS L:LySi'Ata \ in, ^ / ^ H w? 士、、 丨 i I+ \ 5 / ^ ^ ^ D-iGin D-iGin D-tGIn； g L-Aia L-Ala l-Ala|&?^M04MbKOOH 产 I I I(^IcNA^j^urNA^j^lcNA^j^urNA^I^IcNA^jj^urNA^图1.3大肠杆菌A)和肺炎链球菌B)的肽聚糖结构（根据(Vollmer etal., 2008a)修改绘制）。肽聚糖的合成总的来说可以被分为三个阶段：首先，水溶性的UDP活化的前导物（如 UDP-N-acetylglucosamine 和 UDP-N-acetylmuramyl pentapeptide)在细胞质内合成(Barreteau et al., 2008);其次，在细胞质一侧，新合成的UDP活化的前导物被装配到细胞膜十一碳二燒磷酸酯上形成脂错定的二糖五肽结构单元[NAG-NAM-L-Ala-y-D-Glu-meso-Aipm (or L-Lys)-D-Ala-D-Ala] (lipid II)，再在翻转酶的作用下由细胞质一侧翻转到细胞膜外；再次，脂质体lipid II通过释放十一碳二稀焦憐酸
脂质体lipid II通过释放十一碳二稀焦憐酸，将新合成的二糖五肽单元插入到新生的肽聚糖糖链上（图1.4)。具体来说，第一阶段在细胞质内完成，首先由MurA将憐酸稀醇丙酮酸的婦醇基转移到UDP-GluNAc上形成稀醇式UDP-GluNAc，然后再NADPH依赖的MurB酶作用下还原为UDP-MurNAc;生成的UDP-MurNAc在酶MurC、MurD、MurE 的作用下依次分别加上 L-Ala、D-Glu 和 mesodiaminopimelic (meso-A2pm)acid 或 L-Lys 生成 UDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-meso-A2pm acid ( orUDP-MurNAc-L-Ala-D-Glu-L-Lys)；然后酶 MurF 催化将 D-Ala-D-Ala 偶联到MurE 的产物上生成 UDP-MurNAc-L-Ala-Y-D-Glu-meso-A2pm (orL-Lys)-D-Ala-D-Alac第二阶段也在细胞质内进行，由膜蛋白MraY将第一阶段的产物UDP-MurNAc-pentapeptide转移到H—■碳二條磷酸酯载体上形成的产物通常称为脂质体I (lipid I);紧接着酶MurG将UDP-GlcNAc的糖基转移到lipidI上生成所谓的脂质体lipid II。第三阶段，脂质体lipid II在翻转酶FtsW-RodA复合物作用下有细胞质一侧跨膜翻转到细胞外；翻转到细胞外的lipid II再在转糖基酶的作用下通过聚合反应插入到新生肽聚糖链上。参与此转糖基过程的酶由4
本文编号：3295661
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