耶尔森氏菌LcrV结合Toll样受体2的结构机制研究

项目名称： 耶尔森氏菌LcrV结合Toll样受体2的结构机制研究

项目编号： No.31501064

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 生物科学

项目作者： 巩晶

作者单位： 山东大学

项目金额： 19万元

中文摘要： 耶尔森氏菌是一类可导致恶性疾病的肠道寄生菌。它们能分泌一种V-抗原蛋白（LcrV），通过与宿主TLR2结合干扰TLR2的正常免疫识别功能，从而达到免疫逃逸的目的。已有大量基因定点突变研究揭示了LcrV诸多分散的活性位点，然而从蛋白结构角度，LcrV是如何同源二聚又如何与TLR2结合尚无报道。本项目将基于申请人已发表的一系列有关TLR结构建模及配体识别结构机制的研究，构建三种耶尔森氏菌LcrV及人TLR2胞外域单体结构模型，然后用分子对接和分子动力学模拟方法，分别构建三种菌的LcrV-TLR2(2:2)四聚复合体，并比较分析结构与功能差异。这些复合体可解释已有的抽象实验数据，并可以为对立的实验数据提供辨别依据。最后，基于复合体模型设计鼠疫耶尔森氏菌LcrV的基因突变位点，并进行蛋白质相互作用实验，验证并修正模型。研究结果将有助于理解LcrV对宿主免疫操控的机制，为鼠疫疫苗的改造提供理论依据。

中文关键词： 鼠疫耶尔森氏菌；V-抗原；Toll样受体2；分子对接；分子动力学模拟

英文摘要： Yersinia genus is a group of intestinal parasites that can cause malignant diseases. They can secrete LcrV (V antigen) that bind to host Toll-like receptor 2 (TLR2) to interfere with the immune recognition of TLR2 and to facilitate the immune evasion. A number of reported site-directed mutagenesis data reveal several discrete active sites (binding sites); however, there has been no report about how LcrV is dimerized and how LcrV binds to TLR2 from the viewpoint of protein structure. In this project, we construct homology models for three Yersinia genuses and human TLR2 ectodomain, and then construct a tetramer model of LcrV-TLR2 (2:2) complex. The model can present the known abstract experimental data and can be used to estimate some conflicting conclusions. At last, we design site-directed mutation experiments for Yersinia pestis LcrV based on the binding model and perform biochemical experiments to examine protein interactions between LcrV and TLR2 to proof and modify our models. The research results will help to understand the immunomodulatory mechanism of LcrV, and provide theoretical basis for vaccine development of bubonic plague.

英文关键词： Yersinia pestis;LcrV;TLR2;protein-protein docking;molecular dynamics simulation