二硫键形成蛋白DsbA调控细菌生物被膜形成机制的研究

Disulfide bond formation protein A (DsbA) catalyze the disulfide bond formation, Which is essential for the function and stability of secreted, membrane and periplasmic protein. Biofilm formation is a major virulence factor contributing to the chronicity of infections. Biofilm formation is controlled by the intracellular c-di-GMP level. We recently reported that HmsC, a periplasmic protein, controls Yersinia pestis biofilm formation through regulation of HmsD, a diguanylate cyclase (DGC) involved in synthesis of c-di-GMP. Our preliminary data suggests DsbA negatively regulates biofilm formation dependent of HmsD. We hypothesize that DsbA controls disulfide bond formation in HmsC, which subsequently regulates HmsD. We will further our previous findings by studying the role of disulfide bond formation on protein stability and activity of HmsC, and elucidating the molecular mechanism of biofilm regulation by DsbA. Our study will be helpful to understand the regulatory mechanism of biofilm formation and provide a theoretical basis for control of bacterial infection and transmission.

二硫键形成蛋白DsbA催化二硫键的形成，影响大量细菌分泌蛋白、膜蛋白及周质空间蛋白的功能。生物被膜与细菌感染密切相关，生物被膜的形成受体内c-di-GMP浓度水平的调控。周质空间蛋白HmsC通过调控二鸟苷酸环化酶HmsD，影响耶尔森氏菌中c-di-GMP的合成，在生物被膜形成中发挥着重要的作用。前期研究发现DsbA通过HmsD调控生物被膜形成，进而推测DsbA可能通过影响HmsC二硫键的形成调控HmsD。本研究将在此研究基础上，研究二硫键形成对HmsC蛋白稳定性、活性的影响，进而探讨DsbA通过影响二硫键形成调控生物被膜形成的分子机制。由此丰富对细菌生物被膜形成及调控机制的认识，为防治由生物被膜引起的细菌感染提供理论依据。

二硫键形成蛋白A (Disulfide bond formation protein A，DsbA)是存在于大肠杆菌周质空间中的一种参与新生蛋白质折叠过程，催化二硫键形成的折叠酶。近年来陆续有一些关于DsbA影响细菌生物被膜形成的文献报道，我们研究发现DsbA可能通过影响二鸟苷酸环化酶HmsD来调控生物被膜的形成。我们通过c-di-GMP水平检测、蛋白水平检测，初步确认DsbA通过HmsC影响细菌生物被膜的形成；我们进一步研究HmsC蛋白二硫键形成对其功能的影响，以及DsbA对HmsC与HmsD蛋白相互作用的影响，探讨DsbA调控生物被膜形成的分子机制。我们发现DsbA可能通过影响HmsC蛋白二硫键的形成，影响其蛋白稳定性或改变其蛋白构象，进而影响HmsC蛋白与HmsD周质空间结构域的结合，调控HmsD合成c-di-GMP的能力，从而影响生物被膜的形成。. 本研究结合已有的研究基础，研究并阐明DsbA影响c-di-GMP代谢及细菌生物被膜形成的作用机制。由此不仅可以加深对DsbA功能的理解，而且将丰富我们对生物被膜形成及调控分子机制的认识，从而为防治由生物被膜引起的细菌感染提供理论依据。