温和噬菌体在感染芽胞杆菌的过程中,可以通过信号交流系统调控生命周期,调节溶原裂解周期转换。与革兰氏阳性菌的群体感应系统类似,噬菌体编码的信号短肽Aim P和短肽受体Aim R蛋白是交流系统的关键组分。Aim R蛋白与信号短肽结合后,可以改变其DNA结合活性,调控下游基因的表达,促进溶原现象的发生。我们通过前期的研究工作,揭示了噬菌体Aim R蛋白对信号短肽的特异识别模式,但是信号短肽如何影响Aim R蛋白的DNA结合活性、Aim R蛋白如何识别靶标DNA的分子机制尚不清楚。本文通过结构生物学和生物化学等研究方法,揭示了来源于两类芽胞杆菌噬菌体信号交流系统中信号短肽与Aim R蛋白的结合和调控机制。在枯草芽胞杆菌为宿主的SPbeta噬菌体和phi3T噬菌体中,我们解析了SPbeta噬菌体Aim Rs蛋白结合DNA的复合物晶体结构,揭示了Aim Rs识别靶标DNA的分子机制。根据生化实验和蛋白动态学研究结果,我们发现Aim Rs蛋白在溶液中为二聚体,存在开放构象和闭合构象。当信号短肽与Aim Rs蛋白结合后,促进闭合构象向开放构象转变,从而调控Aim Rs蛋白的DNA结合活性。同时在phi3T噬菌体中,我们通过单分子荧光共振能量转移等实验,发现信号短肽对Aim R受体蛋白的调控方式与SPbeta噬菌体类似。在以苏云金芽胞杆菌为宿主的Waukesha92-like噬菌体中,我们解析了Aim P受体蛋白Aim Rw蛋白结合不同底物状态下的晶体结构。与芽胞杆菌噬菌体的受体蛋白不同,Aim Rw以单体形式存在于溶液中,当结合靶标DNA时,Aim Rw可以形成二聚体。在生化实验中,我们发现Aim P短肽并不打破Aim Rw蛋白的DNA结合活性,但是影响Aim Rw蛋白结合DNA后的聚合状态。我们猜测,在Waukesha92-like噬菌体编码的信号交流系统中,Aim P可能通过改变结合DNA后的Aim R蛋白的聚合状态,调控下游基因的表达。通过对两种不同来源的噬菌体信号交流系统进行研究,我们发现信号短肽与受体蛋白Aim R的结合和调控模式均不相同,不仅丰富了对噬菌体和细菌信号短肽交流方式的理解,也为了解噬菌体的增殖过程和生命周期调控提供了基础。