病原细菌的耐药性问题是全世界面临的巨大医疗挑战之一。超级耐药细菌以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的出现和快速蔓延更增加了医疗界的担忧。耐药细菌的快速鉴定和有效控制成为临床治疗成败的关键。开发新的抗生素和寻找新的作用位点是应对细菌耐药性的传统策略。但是，随着耐多药细菌的加速出现和传播，这条思路正变得越来越艰难，而且有许多弊病，如研发的周期长，投入大，开发速率赶不上细菌突变耐药的速率等。为了回避这些弊端，噬菌体裂解酶日益受到关注并体现出其独特的优势。噬菌体裂解酶是双链DNA噬菌体感染宿主后晚期表达的基因，用来破坏宿主的细胞壁以达到释放子代病毒的目的。噬菌体裂解酶在结构上包含一个N端的催化功能域，负责水解靶细菌细胞壁上的肽聚糖连键;一个C端的细胞壁识别功能域，负责特异性的识别靶细菌，介导催化功能域与作用靶点的有效结合。噬菌体裂解酶体外作用于革兰氏阳性细菌时能水解细菌细胞壁，从而导致靶细菌的快速裂解和死亡。与传统的抗生素相比，裂解酶具有许多明显的优势:高效性，能快速裂解靶细菌;特异性，作用位点保守，只作用于一类细菌，对其它类的细菌没有作用（与噬菌体类似）;低耐药性，与细菌同步进化，细菌很难对其产生耐药性。此外，可利用裂解酶C端的细胞壁识别功能域来检测特定的靶细菌。因此，噬菌体裂解酶不仅为我们提供了可用作病原菌快速检测的标签，而且是一类具有极大开发潜力的抗微生物剂。　　 在本研究中，我们首次发现在炭疽芽胞杆菌特异性裂解酶plyG的结构中存在两个独立的识别功能域，分别识别炭疽芽胞杆菌的芽孢和营养体。通过体外截短研究，发现在plyG的催化功能域中有一段60个氨基酸的序列能特异性的识别炭疽芽孢。免疫电镜分析结果显示，其作用靶点最有可能是芽孢外壁。这是首次发现芽孢杆菌的裂解酶具有两个独立的识别功能域，分别识别芽胞杆菌的两种不同形态:芽孢和营养体。这为揭示噬菌体和芽胞杆菌之间的共进化提供了新的线索。利用研究所得到的不同截短体与增强型绿色荧光蛋白融合后的重组蛋白，可以很方便的用荧光消减法特异性的检测炭疽芽胞杆菌的营养体，或者芽孢，或者两者同时检测。因此，新发现的芽孢识别功能域不仅可以用于炭疽芽孢的快速检测，而且还为体外炭疽芽孢的控制提供了新的思路。　　 同时，针对临床上耐药性非常严重的金黄色葡萄球菌，我们发展了一个全新的嵌合裂解酶，并探讨了该酶用于临床MRSA控制与治疗的理论基础。基于合成生物学的理论，我们将两个金黄色葡萄球菌裂解酶的不同功能域进行拼接进而得到了一个全新的嵌合酶—ClyH。为了研究ClyH对不同遗传背景的临床MRSA菌株的抗菌活性，我们对它进行了系列测试，包括时间杀灭曲线，裂解谱和最小抑菌浓度。同时，用小鼠模型来研究ClyH对MRSA感染小鼠的保护效果。研究结果表明，ClyH能高效杀灭各种临床分离的，包括MRSA在内的各种金黄色葡萄球菌。而且具有比溶葡菌素更高的裂解活力和更广的裂解谱。ClyH的MIC值为0.05到1.61 mg/L。生化试验表明该酶对离子强度不敏感，在pH6-11的范围内都具有高效的裂解活性。小鼠模型研究表明，在小鼠腹腔注射2倍于致死剂量的MRSA菌株，5 min后对感染的小鼠腹腔注射80U的ClyH能起到100％保护效果，当救治时间延迟至感染后30min时，仍有75％的保护效果。高剂量的ClyH对小鼠没有明显的毒副作用。多次免疫ClyH能在小鼠体内产生明显的特异性抗体，但是，体外研究表明，所产生的抗体血清并不能中和ClyH的杀菌作用。综合体内外的研究结果，ClyH有望成为一种针对金黄色葡萄球菌的抗菌分子，用于临床上金黄色葡萄球菌感染的控制与治疗。