2025年2月16日，由我校葛肖飛老師擔任共同通訊作者之一的研究論文——“一種單核細胞增生李斯特菌來源的F型噬菌體尾樣細菌素的結構”（Structure of an F-type Phage Tail-Like Bacteriocin from Listeria monocytogenes）在頂刊《自然·通訊》（Nature Communications）上成功發表。該研究論文解析了單核細胞增生李斯特菌產生的F型噬菌體尾部樣細菌素monocin的高解析度冷凍電鏡結構，並首次揭示了這一類抗菌蛋白複合物的結構組裝細節，為理解其殺菌機制及開發新型抗菌療法提供了關鍵科學依據。

    具體而言，研究團隊透過基因工程技術，於乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）中成功表現了monocin的11個結構基因及2個調控基因，並運用冷凍電子顯微鏡技術（cryo-EM）解析其原子級解析度結構。儘管monocin整體結構呈現較高之構象柔性（conformational flexibility），團隊採用分段解析策略，分別獲得了近側「帽區」（Cap domain）、遠側「尖端結構域」（Tip domain）及「側纖維」（Side Fiber）之高解析度三維重構結果。基於多重局部結構之剛性對接（rigid-body docking）及分子動力學優化，最終成功構建完整之分子模型，其結構特徵顯示monocin可能透過模組化結構域協同作用實現其生物學功能。  

    Monocin全長約103納米，由22個六聚體環狀主要尾部蛋白（TTP-FtbG）螺旋狀堆疊形成柔性管狀核心，相鄰環的FtbG由二硫鍵連接。尾管近側由終止蛋白（TrP-FtbF）六聚體封閉形成帽區，遠側則由基板樞紐蛋白（BHP-FtbL）三聚體封閉並形成尾刺，並通過遠側尖端蛋白(DTP-FtbK)三聚體連接的“釣竿-三鉤”複合體（FtbN三聚體）與側纖維結合。

    側纖維中，FtbP蛋白三聚體末端的受體結合域（RBD）可精准錨定宿主細胞。側纖維的另一組分FtbO蛋白三聚體通過鐵離子配位元穩定結構。實驗表明，截短或刪除FtbO不影響monocin整體的結構組裝，但會破壞其殺菌活性，表明FtbO可能在殺菌過程中發揮重要功能。

    該項研究通過冷凍電鏡分段重構策略，克服了高柔性結構域的技術挑戰，不僅為理解其殺菌機制及開發新型抗菌療法提供了關鍵科學依據，也填補了噬菌體尾樣細菌素在結構生物學領域的空白，意義非凡。

   《自然·通訊》（Nature Communications）是多學科類開放獲取期刊中的翹楚，致力於生物、物理、化學和地球科學等各領域的高品質研究，主要發表相關領域具有重大突破的研究成果。

    論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57075-3