耶鲁大学医学院药理学系助理教授米伟博士应邀做学术报告

2024年4月11日上午，来自耶鲁大学医学院药理学系的助理教授米伟老师应北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室苏晓东教授的邀请，在综合科研二号楼304会议室带来了以“大肠杆菌中脂多糖合成的调控机制”为主题的报告。这场精彩的报告吸引了很多老师与学生的参加。

脂多糖（LPS）存在于革兰氏阴性菌细胞膜的外叶面，帮助细菌形成一道保护性的屏障，抵御环境的中极性分子和疏水成分等物质。细菌中LPS的合成受到精密的调控以保持其最适宜的LPS水平。米伟老师的报告从结构生物学的角度出发，揭示了大肠杆菌中调控LPS合成的机理。

米伟老师首先介绍了E.coli中LPS的含量直接受到脱乙酰酶LpxC的影响，而位于细胞膜上的蛋白酶FtsH介导LpxC蛋白的降解。FtsH如何根据LPS的水平特异性调节其对LpxC蛋白的降解的机制始终不明确。近年的研究中多个课题组通过遗传学实验发现LapB和YejM两种膜蛋白参与了这个调控过程。报告人的团队用荧光标记了底物LpxC，通过酶促反应动力学实验验证了LapB蛋白是能特异地促进FtsH介导的LpxC降解反应的接头蛋白，且能抑制LpxC的酶活性；又通过结构生物学分析指出LapB蛋白N端的螺旋结构帮助LapB与FtsH形成相互作用，位于胞质的部分帮助呈递LpxC底物。YejM蛋白作用于LapB上游，可抑制LpxC蛋白降解。报告人团队解析了YejM/LapB蛋白复合物的冷冻电镜结构，其结构显示两个YejM分子阻断了LapB二聚体跨膜区的螺旋结构，与FtsH蛋白形成竞争结合的关系，同时LPS和LapB蛋白与YejM的结合区域存在重叠，结合体外降解实验证明LPS水平影响YejM/LapB复合物的形成。

基于以上结果，米伟老师提出了一个E.coli中调控LPS合成的机理模型：在指数生长期细胞内膜的LPS含量较少， LapB更倾向于与YejM而不是FtsH形成复合物，胞内LpxC维持在较高水平；在平台期时LPS富集在细胞内膜上，破坏了YejM/LapB复合物的形成，LapB进而与FtsH结合，促进LpxC蛋白的降解，致使LPS合成减少。

最后，报告人针对该过程和涉及的蛋白功能提出了一些探讨与展望，报告结束后现场师生也在多个方面和米伟老师进行了深入的讨论交流，为将来的相关科研思考提供了新视角。