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一、非经典炎症小体caspase-11-CARD的结构研究 非经典炎症小体caspase-11在革兰氏阴性菌的感染中发挥着重要的作用，caspase-11缺陷型小鼠能够明显抵御致死剂量的内毒素感染。当LPS进入到胞质后，caspase-11通过其CARD结构域识别并结合LPS，导致其自身发生多聚化，进而发生自我剪切并活化。活化后的caspase-11启动两方面效应，包括介导细胞发生焦亡和介导IL-1β、IL-18的成熟，从而引发一系列炎症反应。近两年，caspase-11上下游的信号通路成为研究的热点，一系列重要的研究成果基本上已经将非经典炎症信号通路的框架搭建出来了。然而，caspase-11与LPS的作用形式是怎样的，目前仍不清楚。因此，我们课题组尝试通过结构生物学的方法来阐释这一问题。我们构建了含有CARD的多种重组表达载体，通过一系列的蛋白表达与纯化技术，获得相应的目的蛋白，再利用晶体学方法，尝试获得CARD的结构以及CARD与LPS或LipidA的复合结构。现阶段，我们获得了分辨率为3.5(A)的CARD的结构，并从中收获了有价值的信息，但仍需开展大量的实验以达到研究目的。 二、介导细胞焦亡的关键分子GSDMD的结构研究 GSDMD功能以及细胞焦亡机制的发现要归功于对非经典炎症小体caspase-11的深入研究。研究发现LPS侵入宿主细胞后激活caspase-11，活化的caspase-11识别并切割GSDMD，随后GSDMD N-domain在细胞膜内侧聚集形成穿孔，进而导致细胞死亡。同时发现caspase-1/4/5也是通过GSDMD介导细胞焦亡的。另外，由于gasdermin家族中的GSDMA和GSDMA3活化后也会通过其N-domain形成膜穿孔，因此细胞焦亡被进一步地定义为gasdermin介导的程序性坏死。然而，gasdermin N-domain形成膜穿孔的具体机制目前仍然不清楚。因此，我们课题组尝试通过晶体学的方法来获得GSDMD或者其两端domain的结构。现阶段，我们获得了GSDMD N-domain的晶体，但是由于晶体较小，获得的分辨率只有6(A)左右。