论文摘要
细菌趋化性是双组分信号转导系统中一典型信号转导途径。在该途径中,组氨酸激酶CheA自磷酸化,催化ATP的水解,并将高能磷酸基团传递给CheA的同源应答调控分子CheY。磷酸化的CheY蛋白与鞭毛马达蛋白相互作用,引起鞭毛转动方向的改变,进而改变细菌游动的方向。细菌趋化性信号的转导除了双组分CheA和CheY,还需要耦合蛋白CheW和跨膜化学受体的配合。CheA的调节结构域（P5）、CheW和跨膜化学受体三者相互作用,形成非常稳定的信号复合物。在信号复合物内,CheA的激酶活性受到调节,跨膜化学受体感受到外界环境信号后,信号复合物表现出激酶开或者激酶关的输出状态,细菌的游动行为就反应了受体信号复合物在这两种状态下的比例。所以,组氨酸激酶CheA在细菌趋化性信号的融合、转换和放大过程中发挥着核心作用。尽管近些年来本研究领域在理解信号复合物结构方面取得了突破,但是在这一结构框架内CheA激酶活性被调节的分子机制依然不清晰。前期的研究结果显示,CheA的催化结构域（P4）和调节结构域之间的域间连接,P4-P5连接,可能介导从P5-CheW-受体相互作用界面到催化结构域P4的调节信号的传递。为了研究这个结构域间连接是否具备影响CheA活性的能力,即在不同情况下实现CheA活性的激活或抑制,我们将激酶CheA的P4-P5连接的碱基序列进行了随机突变,通过细菌体内筛选实验来搜寻能够导致不同CheA激酶活性（高活性或者低活性）的P4-P5连接突变序列,分离出了几种具有代表性的CheA突变体,并进行了相关的体内和体外CheA自磷酸化活性的测定。所获得的CheAP4-P5连接突变体最低激酶活性仅是野生型CheA蛋白激酶活性的30%,而最高的激酶活性则达到了野生型CheA蛋白激酶活性的670%。在体内状态下所有的CheA突变蛋白不能够支持趋化性。在不影响CheA与CheW和受体形成复合物的情况下,体外的CheA激活实验表明在受体介导下,所有的CheA突变蛋白的激酶被激活能力均有缺陷。这一结果表明天然存在的受体介导的信号传递通路在这些突变体中不约而同地受到了影响。此外,在缺少P5结构域的情况下,P4-P5连接突变对激酶活性造成了如P4-P5连接突变在全长CheA蛋白中的改变,即无论调节结构域存在与否,P4-P5连接的改变足以对激酶活性造成显著的改变。因此,结构域间的P4-P5连接是一个活跃的模块,能够对P4结构域的催化活性和CheA的激酶活性施以调节作用。这些结果表明化学受体可能通过对P4-P5连接构象的操纵来达到在信号复合物层面上对CheA进行调节的目的。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 丁薛晔
导师: 王喜庆
关键词: 细菌趋化性,组氨酸激酶,结构域间连接,激酶调节
来源: 扬州大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学
单位: 扬州大学
基金: 国家自然科学基金(资助号31400649和31670792),江苏省自然科学基金(资助号BK20140477),江苏省高校自然科学研究基金(资助号14KJB180026)
分类号: Q78
DOI: 10.27441/d.cnki.gyzdu.2019.001278
总页数: 49
文件大小: 3239K
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