问号钩端螺旋体感染关键蛋白InvA的结构及功能研究

以问号钩端螺旋体感染人畜前期的关键蛋白InvA为研究对象，使用结构生物学的方法解析其三维结构。通过与相似功能蛋白序列比对和结构信息分析，确定侯选关键氨基酸。定点突变及体外酶活性测定研究对蛋白活性关键的氨基酸残基。使用生物芯片，Thermal shift assay和圆二色相结合的方法研究底物及类似物小分子与InvA蛋白的相互作用和结合能力强弱，结合体外酶活性测定确定有效小分子，晶体生长来获得有效分子与蛋白的高分辨率复合物结构，确定结合位点信息，阐述小分子抑制InvA蛋白的机制。定点突变构建的InvA基因突变序列，用同源重组的方法转入细菌，筛选InvA 基因单点或多点突变的突变菌株，检测其对细胞或动物的感染能力。在细胞水平研究有效小分子抑制InvA蛋白对问号钩端螺旋感染能力的影响。综合以上结果，提出抑制螺旋体感染的方法，同时探讨该方法对降低细菌耐药性和抗生素滥用的潜在效果。

本课题主要以问号钩端螺旋体感染人畜前期的关键蛋白InvA为研究对象，使用结构生物学的方法解析了它的1.4Ǻ的三维结构。通过蛋白序列比对和结构信息分析，确定了11个参与酶催化活性的关键氨基酸。定点突变技术结合体外酶活性测定关键的氨基酸残基对蛋白活性的影响。建立Thermal shift assay等方法研究底物及类似物小分子与InvA 蛋白的相互作用，晶体筛选到InvA蛋白与小分子的四个高分辨率复合物结构，获得结合位点信息，通过这些数据来阐述小分子抑制InvA 蛋白的机制。同时使用该类技术拓展到研究与人类健康相关的蛋白结构与功能研究，在研究中也注重了方法学的建立。InvA的5个关键氨基酸的基因用同源重组的方法转入细菌，筛选InvA基因的突变菌株，检测其对细胞或动物的感染能力。这些都为深入了解InvA及其相关蛋白的性质提供了可靠的研究信息。