?黃色葡萄球菌SrrB 組胺酸激?的胞內區域蛋白之晶體結構研究

Abstract

金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 屬於附生在人類表皮或是黏膜中常見的一種革蘭氏陽性 (Gram-positive) 共生菌。並且已經可以從一些文獻以及統計資料中得知目前金黃色葡萄球菌為醫院內感染 (nosocomial infections) 中最常見的原因。本研究中之SrrAB雙因子調控系統 (The staphylococcal respiratory response regulator SrrAB two component system SrrAB TCS) 已經在現有的文獻中被證實到其會受到環境中氧含量的多寡而影響至下游基因的調控及表現，尤其是當其處在低氧的環境中時會去誘發下游ica基因座的轉錄和表現而增加多醣體 (polysaccharide) 的產生。當越來越多的多醣體產生時將會進一步的促使生物膜的形成，最終導致金黃色葡萄球菌能藉由生物膜的形成來抵抗抗生素以及逃避免疫系統的攻擊。SrrAB雙因子調控系統是由組胺酸激?感應蛋白 (Sensor Histidine Kinase HK) SrrB和反應調節蛋白(Response regulatory protein RR) SrrA共同組成的。在本研究中則是先利用金黃色葡萄球菌的基因組DNA (genomic DNA) 來進行標的蛋白載體表現之構築，分別成?的構築出SrrB胞內區域 (dimeriation and ATPase domain of SrrB SrrBc residues 350-588) 和包含有SrrB中磷酸根接受區域 (dimeriation ATPase domain and phosphoacceptor domain of SrrB SrrBc2 residues 228-588) 以及全長之SrrB蛋白 (SrrB 1-588胺基酸) 基因片段至pET-21a(+)表現載體中，之後再利用大腸桿菌表現系統順利的表達出SrrBc和SrrBc2以及SrrB全長之重組標的蛋白且在經由蛋白質純化後獲得具有高產量以及高純度之標的蛋白。最後則是對於標的蛋白進行蛋白質結晶條件篩選與晶體繞射數據收集，而在本研究中所收集到之SrrBc的蛋白質晶體繞射數據其最高的解析度可至1 78 ?，其空間群 (space group) 則是屬於單斜晶系的P21對稱，晶格 (unit cell) 參數為a＝61 13 ? b＝58 17 ? c＝70 29 ?並且在不對稱單元 (asymmetric unit) 中包含有兩個蛋白質分子所組合而成。其結構內包含有?螺旋 (?-helix) 所結合成的聚合區域 (dimerization domain) 和由?螺旋跟β摺板 (β-sheet) 組合而成的ATP激?活化區域 (ATPase domain) 以及ATP-lid。最後根據已知的文獻結果以及在此所解析出的SrrBc晶體結構，我們在此提出了一個假說為存在於SrrBc晶體結構中的ATP激?活化區域 (ATPase domain) 內含有一對雙硫鍵 (disulfide bond 分別為Cys469和 Cys506) 會受到環境中的氧含量程度的影響而導致此雙硫鍵將會是處於在氧化 (oxidized) 或者是還原 (reduced) 的狀態，並藉此造成SrrBc的結構產生改變，最終影響至其與下游反應調節蛋白SrrA彼此間的交互作用並進一步的改變至下游基因的表現。

Date of Award	2015 Aug 21
Original language	Chinese
Supervisor	Wen-Yih Jeng (Supervisor)