金黄色葡萄球菌表面蛋白SasC在生物被膜形成中的分子机制研究

Staphylococcus aureus is a notorius clinical pathogen, which poses a serious threat to human health. The infection of S. aureus is hard to cure, since the biofilm produced by S. aureus confers itself an enhanced tolerance to multiple antimicrobials and facilitates S. aureus to escape from the attack of host immune system. Previous research have indicated that the SasC represents a novel S. aureus surface protein factor involved in cell aggregation and biofilm formation. However, how the SasC protein causes biofilm formation has not been elucidated yet. In this proposal, we plan to systematically study the molecular mechanism of SasC protein in biofilm formation by using different approaches, including structural biology, chemical biology, molecular biology and microbial genetics. In addition, we sought to artificially design small peptides to inhibit the function of SasC protein. This research will reveal the molecular mechanism of SasC protein involving in the biofilm formation, and pave the way for the exploration of potential drug targets and the development of new small molecule drugs for the treatment of S. aureus infection.

金黄色葡萄球菌是一种危害严重的临床致病菌，对人类的健康造成了严重威胁。生物被膜（biofilm）能够帮助金黄色葡萄球菌提高对抗生素的耐受性以及逃避宿主免疫系统的攻击，是金黄色葡萄球菌感染难以治疗的一个重要原因。先前的研究发现金黄色葡萄球菌表面蛋白SasC在细菌聚集和生物被膜形成中发挥了重要功能。然而SasC蛋白是如何引起生物被膜形成的分子机制目前还未被阐明。在本研究中，申请人将综合运用结构生物学、化学生物学、分子生物学以及微生物遗传学等的研究手段，系统性研究SasC蛋白在生物被膜形成中的作用机制，并人工设计能够抑制SasC蛋白功能的小肽。此项研究将从分子层面揭示SasC蛋白影响生物被膜形成的作用机制，为探索潜在的药物靶点、开发治疗金黄色葡萄球菌感染的新型小分子药物提供新思路。

金黄色葡萄球菌细胞壁表面蛋白在规避宿主免疫反应、生物被膜形成以及细菌定植等方面起着至关重要的作用。先前的研究发现金黄色葡萄球菌表面蛋白SasC对于细菌聚集和生物被膜形成有着重要影响，但是SasC蛋白的分子机制与生物学功能还并不清楚。在本研究项目中，我们利用x射线衍射解析了SasC蛋白的晶体结构，确定了影响蛋白间相互作用的关键氨基酸位点。同时通过超速离心、凝胶过滤色谱技术探究了Sasc蛋白的分子作用机制，并利用微生物遗传学手段研究SasC蛋白对细菌生物被膜的影响。此外，我们还开发了一种细菌中新型的普适性靶向遗传筛选系统，为在各种不同细菌中研究细胞壁表面蛋白的作用机制提供了高效的遗传学操作工具。