研究背景：金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是最常见的革兰阳性致病菌，可以引起人体种类众多的感染。而且，随着抗生素的广泛使用，耐药性问题越来越严重。万古霉素作为治疗耐药金黄色葡萄球菌感染的最后一道防线，也出现了敏感性降低，甚至完全耐药的现象。其实，人类的自身先天免疫系统是有效抗击外来微生物入侵的第一道防线。其中一种重要的机制就是诱导性一氧化氮合成酶系统，其所合成的NO~*可以直接抑制微生物的有氧呼吸能量代谢，并抑制微生物的DNA复制。而金黄色葡萄球菌区别于其他非致病性葡萄球菌的一个主要特征，就是可以抵抗NO~*的毒性，在外源性NO~*压力下仍能生长和繁殖。其NO~*解毒机制一方面与黄素血红蛋白(hmp SACOL0220)行使的NO~*双氧化酶功能有关，可以将毒性NO~*转化为无毒的硝酸；另一方面与hmp同处于一个操纵子中的金黄色葡萄球菌乳酸脱氢酶-1(ldh-1 SACOL022)的诱导高表达密切相关。ldh-1与金黄色葡萄球菌中持续表达的同功酶ldh-2可以改变金黄色葡萄球菌在NO~*生存环境下细菌的能量代谢途径，从而使金黄色葡萄球菌可以在NO~*环境压力下正常生长和繁殖。研究思路：理论上ldh-1蛋白可以作为一个抗金黄色葡萄球菌的潜在靶点，任何对ldh-1具有选择性抑制作用的小分子物质，即只抑制金黄色葡萄球菌ldh-1但对人类的乳酸脱氢酶同功酶无明显抑制作用，就可能成为一种新的抗生素。研究方法：本研究首先将金黄色葡萄球菌中编码ldh-1和ldh-2的基因全长克隆到表达载体pET-28a中，大量表达重组蛋白，再利用重组蛋白的Histag，以亲和层析法和分子筛两步联合方法纯化重组蛋白纯度超过95％。进而，在不同理化条件下促使蛋白结晶，然后用所得到的单晶进行X射线衍射以解析蛋白的三维机构。研究结果：l；dh-1蛋白结晶，并收集高质量衍射数据。初步分析属于C2空间群，晶胞参数为a=131．36，b=74．362，c=103．243。ldh-1的结构最终可以被精修到2．2 (?)，R-Factor为17％，Rfree-factor为23．4％。使用分子置换法解析出其三维结构，分辨率达2．2埃。每个晶胞中有两个不对称的乳酸脱氢酶分子。每个ldh-1分子中包含两个结构域。大的结构域由22-160和248-264号氨基酸形成具有典型Rossmann特征的折叠。通过蛋白一级结构氨基酸序列的多重序列比对，活性位点的关键氨基酸序列保守，但活性环区上翘，使活性位点更加暴露。本研究还对ldh-1、ldh-2、人类骨骼肌ldh-A和心肌ldh-B的酶催化活性进行了比较，发现ldh-1与底物和辅酶的亲和性，和反应效率均明显高于人类的同功酶。通过对金黄色葡萄球菌中1dh结构、功能的研究，希望能以酶结构为基础，使用工作站筛选相关类别的小分子数据库，发现潜在的结构抑制剂。