生物体系外细菌信号转导机理的化学生物学研究

利用化学生物学方法，综合有机化学、超分子化学、细胞化学、分子微生物学等各领域的知识和手段，研究处理在生物学领域中，结构相对简单的归属于微生物学的细菌信号转导科学问题。本项目以病原细菌的组氨酸蛋白激酶AgrC介导的跨膜细胞信号转导为研究工作基础，探索确定细菌信号转导过程中的化学事件和机理。研究内容为：1. 选择细菌细胞信号转导通路模型，实验筛选与天然体系相对应的人工体系的各构成成分，于生物体系外，在分子水平上建立以人工二分子膜为基体的,能够表达细菌细胞信号转导机能的超分子体系。2.利用荧光共振能量转移技术检测并确定受体蛋白与信号分子的相互识别及作用的分子机制。3.探讨细菌细胞膜的重要脂质和特定蛋白在信号转导过程中对受体蛋白识别信号分子的正负作用。期待从分子水平上说明受体蛋白对信号识别的化学机制。从化学的立场和角度掌握细菌信号转导机制，将为解决病原菌的耐药性和新型抗生药物的分子设计提供新途径。

本研究的内容和目标是综合运用有机化学、超分子化学、生物化学、微生物学等多学科领域的知识，在生物体系外的水溶液中组装构建具有信号传递功能的超分子体系，为化学方法研究细菌信号转导机理提供实验模型。具体涉及到的内容包括：（1）脂质体构成成分的合成；（2）合成多肽信号分子AIP；（3）利用基因重组技术制备三种受体；（4）初步构建受体跨膜镶嵌并具有信号传递功能的超分子体系。本项研究为近年出现的全新领域，作为基础研究不仅能够促进交叉学科基本理论的进步，并将开创仿生化学和超分子化学新领域。.　 在2012年一年中，课题组成员竭心尽力为本项国家自然科学基金资助项目做了大量充实的工作。申请人及课题组成员完全按照申请书所定的研究目标、研究计划及预期研究成果开展了详尽的工作，成功合成了三种肽脂质，探讨了不同膜成分对肽脂质体囊泡稳定性的影响，为后续构建受体跨膜镶嵌的囊泡体系提供了实验依据；成功制备出信号肽分子AIP；利用基因重组技术分离制备了荧光蛋白标记的受体蛋白，用于新型脂质体的组装；利用肽脂质及荧光标记受体蛋白，在水溶液中构建并确定了由多种超分子组成的表达细胞信号转导机能的最佳人工体系，为信号转导机制的生物体系外研究提供了重要理论依据。. 本研究工作在国内著名杂志上发表论文2篇，向国外本领域具有较高影响的杂志投稿2两篇。本研究工作与英国、美国、日本及国内的著名大学及教育部重点科研机构进行了学术交流并保持合作研究关系。培养博士研究生1人，硕士研究生3人。