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噬菌体群体感应蛋白aimR的结构及其调控噬菌体溶原-裂解途径的分子机理研究
结题报告
批准号:
31800159
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
甄向凯
依托单位:
学科分类:
C0107.病毒学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
张怀东、周彪、陈志斌、赵燕波、郭婉兰
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中文摘要
群体感应是细菌之间进行交流的一种重要方式,细菌通过群体感应调控许多重要生理过程,比如毒力因子的释放、生物膜的形成等。不过关于群体感应的研究主要限于细菌,然而最新研究发现噬菌体中也有群体感应并调控着噬菌体溶原-裂解途径。aimR是噬菌体群体感应系统中的关键蛋白,aimR是否结合多肽决定着噬菌体溶原-裂解途径的选择。然而aimR及其复合物的结构尚未报道,它发挥功能的分子机理还不清楚。我们通过X-ray晶体学技术解析了aimR的结构。为进一步揭示噬菌体群体感应系统工作的分子机理,本项目拟在此基础上解析aimR和调控基因aimX启动子区DNA复合物、aimR和多肽复合物的的晶体结构,在三维结构的指导下,阐明aimR调控噬菌体溶原-裂解途径的分子机理。因此,本研究不仅将丰富我们对群体感应的认识,阐明噬菌体群体感应系统调控噬菌体溶原-裂解途径的分子机理,也将为抗噬菌体污染和噬菌体治疗等提供新的思路。
英文摘要
Quorum sensing is a widespread phenomenon in bacteria used to coordinate gene expression among local bacterial population. The role of quorum sensing in pathogenic bacteria for regulation of genes that promote invasion, defense, and spreading has been particularly well documented. However, the studies on quorum sensing have mostly been focused on bacteria. Recent reports suggest that quorum sensing also exists in bacteriophages, where the quorum sensing system aimR-aimP plays a vital role in the lysogeny-lysis decision. In the aimR-aimP system, aimR is the key protein whose activity becomes inhibited upon peptide binding, which then triggers the entry into the lysogenic cycle. Due to the fact that the molecular basis of bacteriophage quorum sensing system remains largely unknown, we sought to study the aimR-mediated molecular mechanisms of bacteriophage quorum sensing. By solving the structures of aimR-DNA and aimR-peptide complexes, we aim to thoroughly explore these interactions with regard to peptide specificity, regulatory target recognition, and ligand-induced aimR allostery. Using the solved complex structures as a guide, we further plan to elucidate the molecular basis of the lysogeny-lysis decision dependence on aimR among phages. This study will not only broaden our understanding of quorum sensing in bacteriophages, but will also provide better solutions for bacteriophage contamination and new strategies for phage therapy.
群体感应是微生物之间进行交流的一种重要方式,因此是病原微生物防控的一个重要靶标。细菌通过群体感应调控许多重要生理过程,比如毒力因子的释放、生物膜的形成等。不过关于群体感应的研究主要限于细菌,最近研究在噬菌体中发现了群体感应系统,是群体感应领域的里程碑式的发现。噬菌体群体感应系统比较清楚的是AimR-AimP和VQMA-DPO系统,他们分别与革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌QS具有相似性,并都在调控着噬菌体溶原-裂解途径发挥重要调控功能。其中AimR-AimP是在2017年发现的,虽然已经知道AimR是噬菌体群体感应系统中的关键蛋白,它是否结合多肽决定着噬菌体溶原-裂解途径的选择。然而AimR及其复合物的结构尚未报道,它发挥功能的分子机理还不清楚。因此,在获得资助后,我们通过X-ray晶体学技术解析了AimR的结构,为进一步揭示噬菌体群体感应系统工作的分子机理,我们又在此基础上解析AimR和多肽复合物的的晶体结构,在三维结构的指导下,阐明AimR调控噬菌体溶原-裂解途径的分子机理。因此,我们的研究发现不仅丰富我们对群体感应的认识,阐明噬菌体群体感应系统调控噬菌体溶原-裂解途径的分子机理,也将为抗噬菌体污染和噬菌体治疗等提供新的思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Structural and functional insights into a novel two-component endolysin encoded by a single gene in Enterococcus faecalis phage
粪肠球菌噬菌体中单个基因编码的新型双组分内溶素的结构和功能见解
DOI:10.1371/journal.ppat.1008394
发表时间:2020
期刊:PLOS pathogens
影响因子:6.7
作者:Biao Zhou;Xiangkai Zhen;Huan Zhou;Feiyang Zhao;Chenpen Fan;Vanja Perčulija;Yigang Tong;Zhiqiang Mi;Songying Ouyang
通讯作者:Songying Ouyang
Structural and biochemical analyses of the tetrameric cell binding domain of Lys170 from enterococcal phage F170/08
肠球菌噬菌体 F170/08 的 Lys170 四聚体细胞结合域的结构和生化分析
DOI:10.1007/s00249-021-01511-x
发表时间:2021-02
期刊:Eur Biophys J
影响因子:--
作者:Xiaolong Xu;D;an Zhang;Biao Zhou;Xiangkai Zhen;Songying Ouyang
通讯作者:Songying Ouyang
DOI:10.1007/s13238-018-0588-6
发表时间:2018-11
期刊:Protein & Cell. (封面文章)
影响因子:--
作者:Zhen Xiangkai;Zhou Huan;Ding Wei;Zhou Biao;Xu Xiaolong;Perčulija Vanja;Chen Chun-Jung;Chang Ming-Xian;Choudhary Muhammad Iqbal;Ouyang Songying
通讯作者:Ouyang Songying
原核生物短Ago抗噬菌体的分子机制研究
  • 批准号:
    2023J06026
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    甄向凯
  • 依托单位:
一个新型三组分毒素—抗毒素系统的结构及促进病原菌感染的分子机制
  • 批准号:
    32170045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.00万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    甄向凯
  • 依托单位:
国内基金
海外基金