细菌对抗生素耐药性的不断增强是近年来面临的重大公共卫生挑战。细菌生物被膜的产生是一些病菌抵抗抗生素的主要机制之一，因此引起了人们广泛而密切的关注。细菌生物被膜是指细菌细胞被包裹在自身产生的脂多糖、磷壁酸、核酸等基质内并粘附于惰性的或者生物物体表面的结构性群落。细菌生物被膜生成受多种环境因素例如营养成分、光、NO以及O2等影响。最新研究发现环二鸟苷酸(cyclic diguanylate，c-di-GMP)做为第二信使在细菌生物被膜形成过程中起重要调控作用，此外，c-di-GMP还与细菌运动以及毒性蛋白表达密切相关。　　细菌细胞内c-di-GMP浓度受二鸟苷酸环化酶(diguanylate cyclase，DGC)和磷酸二酯酶(phosphodiesterase，PDE)的共同调控。DGC催化GTP缩合成为环状的c-di-GMP，而PDE则将c-di-GMP降解成pGpG，最终分解为GMP。在结构上，DGC通常含有GGDEF结构域，而PDE则含有EAL结构域。c-di-GMP的调控作用仅见于细菌，在真核以及古菌中均没有被发现，并且同一细菌中通常具有多个c-di-GMP代谢相关酶。　　c-di-GMP信号通路相当复杂，目前研究比较清楚的的是LapD信号系统，这是一条由内向外的信号传导通路。在绿脓杆菌等革兰氏阴性菌内，科研人员发现一个由外向内进行信号传递的c-di-GMP信号通路，该通路被命名为YfiBNR系统。该系统含有3联蛋白分别被命名为YfiB，YfiN以及YfiR，目前除了YfiN的GGDEF结构域，该系统没有结构被解析。为了阐述该系统信号传递方式以及深入了解蛋白之间的作用方式。解析了YfiR蛋白不含信号肽部分不加谷胱甘肽与加入谷胱甘肽2.6(A)分辨率与3.2(A)分辨率以及其C110S位点突变2.45(A)分辨率的结构。另外解析了YfiB与YfiR可溶部分1.8(A)分辨率的复合物结构。　　结果显示YfiR蛋白相关结构整体呈现一个紧密的球形，由6个α螺旋(α1-6)像三明治一样包裹着7个β折叠片，β折叠片的拓扑结构为2-3-1-4-5-6-7，其中折叠片2、7与其他折叠片反向平行。YfiR蛋白及YfiR-C110S晶体中一个不对称单位含一对二聚体，而氧化型YfiR中含有两个二聚体。半胱氨酸Cys145-Cys152在各晶体中均形成二硫键，而Cys71-Cys110除了氧化型YfiR中一个二聚体形成二硫键外其余均没有形成二硫键。YfiR-C145A突变体，蛋白表达量急剧下降，而YfiR-C110S蛋白性质没有改变，说明二硫键Cys145-Cys152对稳定YfiR蛋白性质起关键作用。　　通过分析超速离心，我们发现YfiR蛋白溶液状态也为二体，而R98A位氨基酸突变能够破坏YfiR双体形式，证明R98位氨基酸对维持YfiR蛋白二体起关键作用。通过一系列缺失构建，我们发现YfiB蛋白N端α螺旋的破坏对复合物形成起关键作用，但该螺旋是否存在并不影响YfiB与YfiR结合。　　YfiB与YfiR复合物结构中一个不对称单位中YfiB与YfiR以2∶2的比例形式存在，两个分开的YfiB将YfiR二聚体夹在中间。与YfiB蛋白单独晶体结构相比，复合物中α1、α2螺旋以及β1、β2折叠均由固定状态改变为伸长的loop将YfiR二聚体包裹起来。　　通过结构分析，我们提出该系统作用的模式，即正常情况下，二聚化的外膜蛋白YfiB处于紧凑的失活状态。当外界相关信号被YfiB感知后，其N端构象发生改变，整个蛋白拉伸并处于激活状态，YfiB蛋白穿过PG膜与YfiR蛋白结合。由于YfiR蛋白的抑制作用缺失，YfiN蛋白被激活，合成c-di-GMP，促进生物被膜形成。这一模式可以被广泛应用于其他信号由外向内传递的c-di-GMP通路。