百日咳博德特氏菌血清抗性蛋白BrkA跨膜结构域的晶体学研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30970569
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    32.0万
  • 负责人：
    翟宇佳
  • 依托单位：
    中国科学院生物物理研究所
  • 学科分类：
    C0501.结构生物学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

百日咳是一种疫苗可预防，但对5岁以下儿童的致死率仍位于世界前五位的急性呼吸道传染病。据统计，全球每年约有2-4亿例感染，其中的儿童死亡人数在20-40万之间。在发展中国家和发达国家，它的致病率与致死率都很高。百日咳博德特氏菌（Bordetella pertussis）是百日咳的病原菌，其血清抗性是由103KDa的外膜蛋白BrkA（Bordetella resisitance to killing）赋予的。BrkA属于膜蛋白antotransporter家族，它N端70KDa的passenger 结构域通过C端30KDa的跨膜结构域在菌体外膜上形成的孔道，输出外膜并定位在菌体表面，阻止或封闭抗体与杀菌靶标的结合，实现菌体的抗血清能力。本项目将运用X-射线晶体学手段对BrkA跨膜结构域的三维结构展开研究，试图揭示其跨膜运输Passenger结构域的机制，为百日咳治疗药物的研发提供理论依据。

结项摘要

百日咳是一种具有高度传染性的人类疾病,它的病原体是革兰氏阴性菌---百日咳博德特氏菌. 该病原体的一种重要毒性因子BrkA(Bordetella serum-resistance killing protein A)作为自转运蛋白家族的一员,赋予病原菌血清抗性能力,并调节菌体与宿主的吸附. 在本项目研究中, 我们解析了BrkA β 跨膜结构域衍射分辨率达3埃的晶体结构. BrkAβ的三维结构是由12个反式 β片层形成的筒状结构,高约70埃,其椭圆横截面的尺寸为19埃×27埃. 其中胞外loop L4形成了一个特殊的发卡结构.观察BrkA β结构域在晶体中的排列方式,我们发现此结构正好插入相邻 BrkA β分子的孔道中.此外, 我们还首次发现了由loop L4与β-strands S5,S6形成的疏水腔. 分析表明这个疏水腔是所有自转运蛋白存在的普遍结构特征. 我们在结构分析的基础上设计了一系列突变体,并通过实验证明了该疏水腔对于BrkA passenger(毒性因子)的转运十分重要. 此晶体结构有助于正确理解自转运蛋白的分泌与组装机制,而且为抗百日咳药物设计提供了潜在的靶点.

项目成果

期刊论文数量（1）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Autotransporter passenger domain secretion requires a hydrophobic cavity at the extracellular entrance of the beta-domain pore
自转运蛋白过客结构域的分泌需要在β结构域孔的细胞外入口处有一个疏水腔
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Biochemical Journal
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    翟宇佳
  • 通讯作者：
    翟宇佳

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  • 作者：
    翟宇佳
  • 通讯作者：
    翟宇佳

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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