《自然通讯》在线发表李颖、陈忠周研究成果（图文）

　　本网讯  日前，《自然通讯》（ Nature Communica tions ） 在线发表 我校生物学院教授李颖和陈忠周的最新合作研究成果: 铁吸收调控蛋白的金属离子激活和操纵子识别的分子机制。

　　铁是地球上含量最多、也是生命活动必需的元素，但过多游离Fe ²⁺ 会对生物细胞产生毒害。因此细胞的铁代谢需要调控在毒害水平以下。已有研究结果显示，这种调控主要由铁吸收调控蛋白Fur（ Ferric uptake regulator ）执行。病原菌的Fur受到关注，其原因是铁与血红素合成及致病性密切相关。

　　自然界中存在的趋磁细菌，胞内铁含量最高可达非磁细菌百倍以上，是研究细胞铁、氧代谢平衡的理想材料。我校两位教授课题组合作，在7年研究工作中，以趋磁细菌模式菌株格瑞菲斯瓦尔德磁螺菌MSR-1的Fur为研究对象，克服该蛋白在空气中易被氧化、结合DNA位置及比例不均一等难题，利用同步辐射光源X射线采集衍射数据，首次解出6个不同状态下的Fur及其复合物的晶体结构。实验证实了Fur通过识别DNA碱基特异性和构象两种方式共同定位目的序列的识别机制，并发现金属离子通过稳定DNA结合结构域来激活Fur。进一步研究证明，这种激活-识别机制在细菌中保守存在。该结果也有助于对致病菌 Fur功能的了解，为药物设计提供重要参考。 

　　本研究还发现供试菌株Fur特有的3个含硫氨基酸残基为氧敏感结构域。当3个氨基酸被置换后，菌株对氧气的敏感性显著降低。趋磁细菌从环境中吸收大量的铁，合成有质膜包被的磁小体——这是理想的生物纳米材料，经化学或生物学修饰，可用于痕量病原物免疫检测、构建基因发送系统及载药应用于肿瘤靶向治疗等。但趋磁细菌只能在微氧条件下合成磁小体。人工培养还仅限于实验室水平。研究中这种氨基酸位置置换实验，发现了缓解合成磁小体溶氧条件的有效途径，也为探讨该菌株铁、氧代谢平衡的调控机制和生物矿化规律奠定了基础。

　　李颖和陈忠周为论文的共同通讯作者，生物学院已毕业的博士邓增钦、王晴，刘钊硕士和在读博士生张满丰为本文共同第一作者。

　　该研究得到了美国南加州大学Remo Rohs教授的帮助，同时得到上海光源、中科院高能物理所和日本高能物理所晶体衍射线站工作人员的协助，科技部973计划和自然科学基金、农业生物技术国家重点实验室给予了资助。