金黄色葡萄球菌RNA降解体的结构与功能研究

Staphylococcus aureus is a lethal pathogenic bacterium. Infection with S. aureus accounts for many diseases. Because of the abuse of antibiotics, more and more drug-resistant strains of S. aureus have emerged in last several years and human health are threatened. The RNA degradosome of S. aureus regulates the metabolism of RNA, the expression of virulence factors, the formation of biofilm. The inhibitor of the core component of RNA degradosome exhibits antimicrobial activity against drug-resistant S. aureus. In this regard, RNA degradosome is considered to be a new drug target. Screen, design and modification of the inhibitor of RNA degradosome certainly will provide clues to developing new antibiotics. Structural and functional research on S. aureus RNA degradosome is one of the important steps toward this goal. We will study the structure and function of S. aureus RNA degradosome and determine the structures of 5 monomeric subunits and 2-3 sub-complexes of RNA degradosome. We will analyze the interactions between the components of S. aureus RNA degradosome. Together with other biochemical and molecular biological approaches, we will study the assembling mechanism of the RNA degradosome. The mechanisms for substrate recognition and degradation will be elucidated. The inhibitors of RNA degradosome will be screened and designed based on the determined structures. The antimicrobial effects of the inhibitors will be explored. We will try to obtain 1-2 inhibitors and publish 3-5 SCI papers in high-profile journals.

金黄色葡萄球菌是一种致死性病原菌，人感染后能导致多种严重后果直至死亡。因抗生素滥用导致耐药菌株的大量出现，使其成为威胁人类健康的重要因素。金黄色葡萄球菌RNA降解体调控着RNA的降解、毒力因子的表达、生物膜的形成等生理过程，其关键组份的抑制剂对耐药菌株具有显著的抗菌作用，是开发新型抗菌药物的靶标。RNA降解体的特异性抑制剂的筛选、设计和改造，能为新型抗菌药物的开发提供新的线索。而对金黄色葡萄球菌RNA降解体的结构与功能研究，是实现这该目标的重要途径。本项目将开展对金黄色葡萄球菌RNA降解体的结构与功能研究，测定其中5个关键亚基单体的结构、2-3个亚复合物的结构，分析各亚基间的相互作用关系，结合其它生物化学、分子生物学等的研究，阐明其组装机制及对RNA底物的识别和降解调控的机理，并基于结构开展小分子抑制剂的筛选和实验验证工作，力争获得1-2个小分子抑制剂，并发表3-5篇高水平SCI论文。

金黄色葡萄球菌是一种致死性病原菌，人感染后能引起多种疾病甚至死亡。因抗生素滥用导致耐药菌株的大量出现和蔓延，使其成为威胁人类健康的重要因素。金黄色葡萄球菌RNA 降解体调控着RNA 的降解、毒力因子的表达、生物膜的形成等生理过程，其关键组份的抑制剂是开发新型抗菌药物的靶标。研究金黄色葡萄球菌RNA 降解体的结构与功能，是实现这该目标的重要途径。本项目将开展对金黄色葡萄球菌RNA 降解体的结构与功能研究，测定关键亚基单体或亚复合物的结构，分析各亚基间的相互作用关系，结合生物化学、分子生物学等研究手段，阐明其组装及调控机制，并发表3-5 篇高水平SCI 论文。.在本项目资助下，我们完成了RNA降解体成员PfkA、CshA、Enolase、RNase J1/J2、PNPase、RnpA的表达纯化，完成了CshA的N-端结构域、PNPase、Enolase和PfkA的结构测定；完成了Enolase与其产物PEP的复合物结构测定，阐明了Enolase八聚体具有催化活性，而二聚体没有活性的分子机制；探索了RNA降解体成员间的相互作用，鉴定了CshA与Enolase的相互作用，发现CshA的结合调控Enolase的活性；验证了RnpA分别与PNPase和Enolase的相互作用及竞争关系，得到了PNPase与RnpA及Enolase与RnpA的复合物；测定了PfkA与一系列配体的晶体结构，阐明了PfkA特殊的酶活调控机制。项目资助期间，发表标注资助号的SCI 论文10 篇，按计划完成了相应的研究任务；与多个实验室开展合作研究，促进研究工作的进展；有4名硕士毕业，获得硕士学位，8名博士毕业，获得博士学位。如上所述，我们按照计划，圆满地完成了相应的研究任务。