无乳链球菌AI-2信号分子新型受体RbsB的功能鉴定及其作用机制研究

As a member of a large family of soluble, periplasmic proteins, whether ribose binding protein (RbsB) acts as a functional receptor for AI-2 internalization engaging in the bacterially speaking still remains unclear. Based on the previous studies on the whole-genome and AI-2 synthetase of Stroptococcus agalactiae, the receptor function and mechanism of RbsB for AI-2 in the AI-2 quorum sensing system will be studied in this work. (1) Analyzing conformation and binding site of RbsB through crystal structure determination by X-ray diffraction and illustrating the receptor function and mechanisms. (2) Investigating the role of RbsB in AI-2 internalization through gene knockout. (3) Demonstrating the effects of RbsB in biofilm maturation and bacterial virulence through CLSM and in vitro infection trials, respectively. The work will provide a scientific basis for further studies on the receptor function of RbsB and the help to develop antibacterial drug.candidates to control tilapia streptococcal diseases.

核糖结合蛋白B（RbsB）是可溶性细胞周质蛋白家族成员之一，其是否作为细菌密度感应系统中AI-2信号分子的新型受体参与细菌间信息交流机制尚不明确。为此，本项目将在获取无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）全基因组测序图谱和AI-2合成酶功能研究的基础上，开展RbsB的AI-2分子受体功能分析及作用机制研究：（1）通过对RbsB蛋白晶体X射线衍射数据解析，分析其与AI-2信号分子结合位点特征结构，明确其受体作用机制；（2）应用基因敲除技术，探索RbsB参与AI-2信号分子内化过程的方式和规律；（3）应用激光扫描共聚焦技术和体外感染罗非鱼，研究RbsB对无乳链球菌生物膜成熟能力和毒力的影响。项目研究以期获得无乳链球菌RbsB具有AI-2信号受体功能的可靠证据，并为开发罗非鱼无乳链球菌病的新型抗菌候选药物提供科学依据。

本项目基于“细菌 RbsB 蛋白是一种新型的 AI-2 信号分子受体”的推测， 结合大肠杆菌、伴放线放线杆菌及流感嗜血杆菌的有关研究成果，不仅在微观层面通过蛋白质结构解析以及调控机制推测无乳链球菌 RbsB 蛋白的 AI-2 信号受体的可能性，而且在宏观层面通过基因缺失株表型分析对其加以直接的研究和验证，以获得 RbsB 具有无乳链球菌 AI-2 信号分子受体的可靠证据，从而认识细菌 QS 系统参与调控细菌生理行为的新方式和途径。通过三年的实验攻关，我们初步探明了无乳链球菌RbsB蛋白可作为AI-2信号分子受体的机制，并成功解析出无乳链球菌RbsB蛋白结构，得到分辨率为2.37A的实验数据。基于精确的结构数据对RbsB蛋白作为一种新型的AI-2分子受体的机理问题进行了探讨，进一步丰富了细菌群体感应系统作用机制的内涵，为进一步研究链球菌群体感应系统机制提供新的理论依据和思路。