细胞膜是细胞的必要组成部分,其主要成分是脂类和蛋白质,磷脂双分子层是组成细胞膜的基本骨架。目前,大肠杆菌细胞膜合成的研究主要集中在细胞膜合成酶的生理功能,而对于细胞膜合成的位置,细胞膜合成过程中脂肪酸是如何掺入细胞膜的,仍然不得而知。为了探索大肠杆菌细胞膜合成过程的这些问题,我们进行了一系列研究。磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)是大肠杆菌细胞膜磷脂中含量最多的种类,大约占到了全部磷脂的80%,本研究中我们关注的是磷脂酰乙醇胺的整个合成途径,我们解析了整个途径中相关的酶,在该合成途径中挑选出10个关键酶,将其与绿色荧光蛋白(EGFP)或红色荧光蛋白(Mcherry)通过一个短肽连接进行融合,通过在大肠杆菌中进行融合蛋白的表达,利用激光共聚焦荧光显微镜成像手段,获取一系列成像图,以此来获得磷脂酰乙醇胺合成相关蛋白的定位信息。根据研究结果,我们发现,在大肠杆菌中高水平表达融合蛋白EGFP-FabB、EGFP-FabG、EGFP-FabI、EGFP-FabA、EGFP-PssA 以及膜蛋白 EGFP-PlsB时,细胞的两极和中部分裂隔膜的位置出现大量蛋白聚集的现象,荧光信号区域化集中现象特别明显。而另一些脂肪酸合成相关的蛋白,例如EGFP-FabD、EGFP-FabF以及磷脂合成相关的EGFP-CdsA和EGFP-PSD不论在高水平还是低水平表达下,都呈现均匀分散的状态,分布在细胞质或者细胞膜上,蛋白的定位没有区域选择性。大肠杆菌的缩时影像(Time-lapse)结果显示,磷脂酰乙醇胺合成途径中的一个关键蛋白EGFP-PlsB,也就是将细胞质中的脂肪酸合成磷脂前体的第一个蛋白酶,会随着细胞生长和分裂处于不停地移动,并在细胞分裂前聚集在细胞分裂隔膜位置。通过EGFP-PlsB的缩时影像结果,我们推测在大肠杆菌细胞膜合成过程中,脂肪酸作为底物,是在细胞分裂隔膜和两极掺入,紧接着被催化合成磷脂酰乙醇胺提供给细胞膜的扩增。为了探明PlsB动态运动背后的机理,我们在大肠杆菌内共表达EGFP-PlsB和mCherry-MreB,MreB是细菌的骨架蛋白,我们对这两种蛋白进行了共定位分析,发现EGFP-PlsB与细菌骨架蛋白mCherry-MreB有相似的定位轮廓,但是没有明显的共定位,MreB对于PlsB可能没有直接的蛋白相互作用关系,但不排除存在某个中间蛋白将两者耦连的可能。