铁摄取调节蛋白Fur功能和作用模式的研究进展

铁是大多数生物必需的微量元素,在健康和疾病,尤其是宿主-病原菌互作过程中发挥着至关重要的作用.细菌胞内铁离子浓度的高低不仅是调节自身高亲和力铁运输系统表达的信号,更是病原菌产生毒素和其他必要毒力因子的关键调控因素.而另一方面,超负荷的铁也会导致致命的细胞毒性.因此,生物体内铁稳态的维持受到严格控制,其中以铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)的作用最为显著,其调控网络涵盖了细菌生命活动的各个方面.本综述将基于Fur的生物学功能,围绕其家族分类、结构特点和差异、调控网络和调控机制等方面进行总结和分析,以期为Fur和铁稳态调节等研究提供参考.     

分子模拟在多黏菌素药理机制研究中的应用

多黏菌素是一种膜靶向的脂肽类抗生素，是临床上治疗革兰氏阴性多重耐药菌感染的最后一道防线。通过与脂多糖相互作用，多黏菌素破坏细菌外膜结构并导致细菌死亡。然而，受限于生物化学和结构生物学手段对细胞膜-药物相互作用的表征能力，目前对多黏菌素药理机制的认识还不充分，从而限制了新一代多黏菌素药物的设计和开发。为此，本文总结了近年来利用分子动力学方法对细胞膜系统与多黏菌素相互作用的研究进展，为深入理解多黏菌素药理机制与细胞膜系统的内在联系，加快新型抗生素药物研发提供新思路。     

壳聚糖与细菌细胞膜相互作用的分子动力学研究

目的 壳聚糖（chitosan,CS）是一种天然的广谱抗菌活性物质。现有研究表明，壳聚糖与细菌细胞膜的相互作用是其发挥抗菌功能的关键。受限于传统实验技术的表征能力，壳聚糖与细菌细胞膜相互作用的具体机制仍有待研究。本文旨在研究壳聚糖与细菌细胞膜相互作用的分子机制。方法 本研究利用全原子分子动力学模拟技术主要探究了完全脱乙酰化的不同聚合度壳聚糖（八聚糖、十二聚糖和十六聚糖）与革兰氏阴性菌外膜（outer membrane,OM）和革兰氏阳性菌质膜（cytoplasmic membrane,CM）相互作用的动态过程。结果 壳聚糖主要依靠其氨基、碳6位羟基和碳3位羟基与OM和CM的头部极性区发生快速结合。随后壳聚糖末端糖基单元倾向于插入OM内部，深度约1 nm，并与脂质分子脂肪酸链上的羰基形成稳定的氢键相互作用。与之相比，壳聚糖分子难以稳定地插入CM内部。壳聚糖结合对膜结构性质产生影响，主要表现在降低OM和CM的单分子脂质面积，显著减少OM和CM极性区的Ca2+和Na+数目，破坏阳离子介导的脂质间相互作用。结论 本研究证明，壳聚糖带正电的氨基基团是介导其与膜相互作用的关键，并破环脂质间的相互作...     

海洋褐藻多糖的复杂结构、降解酶系以及生物学功能

海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高、生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,中国褐藻产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6-脱水-L-半乳糖等多糖组分不容易发酵,极大地限制了其高值转化的进程。本文针对褐藻多糖的高效降解与高值转化这一研究热点,总结了褐藻的系统发育与褐藻多糖(褐藻胶、岩藻多糖以及昆布多糖)的复杂结构组成,分析了3类海洋多糖降解酶系的家族、空间结构及其特异性识别专一底物的活性架构等特征,并对褐藻多糖降解产物及其衍生寡糖的生物学功能进行了构效分析,以期揭示海洋多糖降解酶系的高效催化机制和特异性识别机理,推动褐藻的高效生物降解转化,为精准定制生物活性寡糖,构建绿色低碳工业化生产工艺提供参考。