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《中国农业科学院》 2018年
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不同蜂肽聚糖识别蛋白SA(PGRP-SA)结构与功能研究

刘彦杰  
【摘要】:先天性免疫系统是昆虫唯一的免疫屏障,肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是昆虫先天性免疫系统中重要的模式识别受体。PGRP-SA作为肽聚糖识别蛋白的一种S型肽聚糖,可通过结合细菌或者真菌的细胞壁肽聚糖成分,主要识别Lys类型肽聚糖,激活Toll免疫途径,调控抗菌肽的表达与释放来抵御细菌等微生物的感染。果蝇PGRP-SA结构已经得到解析,结构证实果蝇PGRP-SA具有结合Lys型肽聚糖的能力,其肽聚糖结合槽呈现L型,并阐述了其重要的结合氨基酸。本研究通过X射线衍射获得了高级社会性昆虫西方蜜蜂与初级社会性昆虫红光熊蜂肽聚糖识别蛋白SA(Am-PGRP-SA和Bi-PGRP-SA)的晶体结构,其衍射分辨率分别1.86 A和1.41 A。结构分析证实其PGRP-SA都保留了与已知PGRP结构类似的整体拓扑结构和典型的二硫键,此外其肽聚糖结合槽保留了与果蝇PGRP结构一致的L型以及高度保守的153位丝氨酸。在果蝇PGRP-SA结构中,相应的158位丝氨酸已经被证明对于肽聚糖识别以及Toll免疫信号通路是必不可少的。然而,Am-PGRP-SA和Bi-PGRP-SA肽聚糖结合槽面积小于果蝇PGRP-SA且结合槽内的一半的氨基酸呈现不保守的特征。此外,本研究实验证实无论是西方蜜蜂、红光熊蜂还是苜蓿切叶蜂肽聚糖识别蛋白SA(Mr-PGRP-SA)均对来源于枯草芽孢杆菌的Dap型肽聚糖具有很高的亲和力,但是几乎不结合来源于藤黄微球菌的Lys型肽聚糖。无论西方蜜蜂、红光熊蜂还是苜蓿切叶蜂肽聚糖识别蛋白SA结合肽聚糖类型的能力相比果蝇PGRP-SA更加类似于果蝇 PGRP-LCx 和 PGRP-SD。此外,相比果蝇 PGRP-SD,Am-PGRP-SA、Bi-PGRP-SA以及Mr-PGRP-SA与果蝇PGRP-LCx序列同源性更高,这些高度保守的氨基酸参与了对肽聚糖的结合包括有37位/38位组氨酸,60位/61位组氨酸,66位/67位色氨酸,150位/151位丙氨酸和151位/152位苏氨酸。然而,区别于果蝇PGRP-LCx,85位精氨酸不是熊蜂、蜜蜂与切叶蜂PGRP-SA蛋白的主要锚定残基。根据体外肽聚糖结合实验,151位/152位苏氨酸和153位/154位丝氨酸被推定为熊蜂与蜜蜂PGRP-SA的主要锚定残基。此外,熊蜂与切叶蜂的非保守氨基酸67位天冬氨酸以及蜜蜂的68位组氨酸被推定参与结合Dap型肽聚糖。因此本研究推断蜂肽聚糖识别蛋白PGRP-SA的结构与功能更加类似于果蝇PGRP-LCx而不是PGRP-SA。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S891

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1 刘彦杰;不同蜂肽聚糖识别蛋白SA(PGRP-SA)结构与功能研究[D];中国农业科学院;2018年
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