微生物在生长过程中，生物膜脂的合成与代谢调控具有重要作用。膜脂是细胞膜的重要组成部分，主要是由脂类分子以双分子层的形式构成的膜骨架。大量研究表明，生物膜脂的合成与代谢调控在微生物生长过程中起到非常重要的作用，特别是微生物细胞膜上具有的多种蛋白酶，直接参与膜脂分子的合成。研究膜脂上关键蛋白酶的结构与功能，对于阐明膜脂合成的机理具有重要意义。
医院生物治疗国家重点实验室呼吸感染与干预研究室程伟教授，于年在美国圣路易斯华盛顿大学作博士后期间，即以第一作者身份在Science发表名为Structuralinsightsintoubiquinonebiosynthesisinmembranes的文章，解析了古细菌细胞膜内异戊二烯基转移酶UbiA的晶体结构，阐明了醌类等脂溶性电子传递载体在细胞膜上的生物合成机理。以此为基础，程伟所在团队建立了分析其他UbiA超家族成员并设计新型芳香族化合物的化学合成方法，并对醌类分子维生素K的环氧化还原酶（vitaminKepoxidereductase，VKOR）的蛋白结构进行了解析，阐明了抗凝药物华法林抑制VKOR的分子机制及华法林耐药性VKOR突变的机制。该研究成果发表于年NatureCommunications杂志。
囊膜生物（病*、细菌、真菌）的膜脂构成是区别生物进化的主要标志。古细菌的细胞膜是由甘油-1-磷酸和类异戊二烯链通过酯醚键缩合而成，与细菌和真核生物由甘油-3-磷酸和直链脂肪酸通过酯键缩合的细胞膜不同。以程伟医院研究团队在CellResearch上发表名为StructuralandmechanisticinsightsintothebiosynthesisofCDP-archaeolinmembranes的文章，阐明了古细菌膜脂关键合成酶CDP-archaeolsynthase（ApCarS）催化生成磷脂的特异性结合位点，为该酶超家族从古细菌到细菌和真核生物进化的提供了新的见解。
同时，程伟研究团队还对CarS上游参与CDP-archaeol合成的另一个膜蛋白DGGGPS进行了研究，发现其可以同时结合两个长脂肪链的底物和Mg2+，进一步验证了ApCarS与脂类分子特异性结合的方式。该研究成果以StructuralandfunctionalinsightsintoanArchaeallipidsynthase为题，于年10月20日发表于CellReports。在该篇文章中，研究团队运用结构生物学和生物化学等手段，解析了古细菌膜脂关键合成酶CDP-archaeolsynthase（ApCarS）上游参与CDP-archaeol合成的膜蛋白DGGGPase（Digeranylgeranylglycerylphosphatesynthase）的空间结构与功能，发现其通过与两个长脂肪链的底物和Mg2+同时结合的特异性结合方式，进而在古细菌膜脂质的生物合成中起关键性作用。该发现不仅阐明了DGGGPase在古细菌细胞膜合成中的作用机制，而且开发了一种独特的检测双底物都是脂类分子的体外酶活鉴定方法，可用于对多种活性酶的鉴定与分析。
除了解析微生物蛋白酶的结构和功能，程伟研究团队还在微生物免疫调控等方向进行了系统性研究并取得了创新性成果：揭示了噬菌体之间通过交流进而调控细菌裂解-溶源循环的分子机制；阐明了微生物免疫逃逸及微生物药物耐药的相关机制；相关工作发表在了包括NatureMicrobiology、SignalTransductionandTargetedTherapy、ScienceBulletin等杂志上。
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