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细菌体内存在大量的双组份调控系统,他们能感受环境中的刺激并作出相应的应答反应,典型的双组份系统是由一个组氨酸激酶和一个调节蛋白组成。大多数的组氨酸激酶能利用ATP使自身的特定的组氛酸残基发生磷酸化,磷酸化的基团能转运到相应的反应调节蛋白的天冬氨酸残基上,使其发生磷酸化。磷酸化的反应调节蛋白直接起着效应因子的作用,能引起细胞内的相应的应答作用。BaeSR双组份调控系统中BaeS是一种内膜结合的组氨酸激酶,BaeR是一种细胞质的转录因子,能在BaeS的作用下发生磷酸化,增强与DNA结合的亲和力。在大肠杆菌体内,baeR能调控8个基因的表达,包括mdtABC,tolC,spy,baeSR,acrD,这些基因通常与膜压力的应答、药物的转运、以及金属的转运有关。然而到目前为止有关BaeS结构基础上的作用机制仍不清楚,因此,本实验以粘质沙雷氏菌FS14为实验菌株,主要对BaeS胞外感受区蛋白的三维晶体结构方面及双组分系统BaeSR的功能进行研究。本实验通过镍柱亲和层析及葡聚糖凝胶过滤层析的方法获得大量聚合状态单一的稳定的蛋白MBP-BaeSSD,对其进行了结晶条件的筛选,并进行结晶条件的优化,收集到2.8A的完整的衍射数据,最终运用分子置换的方法成功解析了相位,构建了BaeSSD的三维结构模型。同时运用共结晶的方法获得MBP-BaeSSD在2 mM吲哚共结晶的晶体,并成功解析了该条件下的2.9A晶体结构。MBP-BaeSSD晶体结构的空间群为P43212,由一个BaeSSD分子与一个MBP分子组成,BaeSSD的拓扑结构是2α-4β-1η,N端开始于一个较长的α螺旋,中间为四个相互反向平行的β折叠,C端以一个较短的螺旋结束。MBP-BaeSSD与2mM吲哚共结晶条件下得到的晶体结构空间群也是P43212,此时BaeSSD的拓扑结构为2α-1η-3β,β折叠的数目减少了,α1与α2之间的loop也从原来断的变成连续的,连接α2与β1之间的loop和α2之间的夹角也发生变化。也就是说吲哚的确影响到BaeSSD的三维晶体结构。但从电子密度图上无法直接观察到吲哚分子,这可能是因为MBP与BaeSSD的相互作用导致吲哚无法直接与目的蛋白相结合。本实验还构建了粘质沙雷氏菌FS14的缺失突变株FS14△baeSR,FS14△baeR,FS14△baeS,发现baeSR的缺失突变会导致菌株对卡那霉素抗性的增强。在钨酸钠耐受性的实验中,高浓度的钨酸钠会抑制FS14△baeR,FS14△baeS菌株的生长,而对FS14AbaeSR缺失突变株的抑制作用则相对较小,发现在钨酸钠的刺激下,野生型FS14体内mdtA转录水平明显升高,FS14△baeSR体内mdtA转录水平也会升高,但升高的水平要比野生型的低,FS14△baeR,FS14△baeS体内的mdtA转录水平则无明显变化,表明,baeR能通过调控mdtA的转录,在钨酸钠的转运中起着重要作用,当baeSR同时缺失时,菌株体内某种应急的辅助调控系统也能调控mdtA的转录,这个实验结果与Appia-Ayme等人(Appia-Ayme et al.,2011)报道的在沙门氏菌体内BaeR通过调控mdtA的转录,在钨酸钠的转运中起着重要作用的结果一致。