【摘要】：核酸外切酶是一類多樣性群體,對于有機體的新陳代謝起著非常重要的作用,它可以切斷核酸的磷酸二酯鍵。它的催化機理與生物功能之間的聯(lián)系非常微弱。在大多數(shù)情況下,一個細菌細胞中就含有幾十個核酸酶,但由于他們的底物多樣性以及不同酶的底物之間的重疊性,使科學家們很難確定酶的底物和它物理作用之間的關(guān)系。DEDD超家族是核酸外切酶中的一大類,它們廣泛存在于真核和原核生物中,所有的DEDD家族核酸酶都有非常保守的DEDD基序,它們可以分成兩個亞群,DEDDh和DEDDy。分類的依據(jù)是DEDD基序中最后一個D之后的4-5個殘基是組氨酸還是酪氨酸。DEDD核酸酶家族的成員都有利用兩個金屬離子的催化作用來水解DNA或RNA的機制。DEDD核酸酶通常以二價的鎂離子或錳離子為輔因子。RNaseD是DEDDy類型的核糖核酸外切酶,它存在于許多細菌基因組中,它的碳端有兩個HRDC結(jié)構(gòu)域。HRDC結(jié)構(gòu)域的作用可能是參與底物的結(jié)合以及保證RNaesD的持續(xù)合成能力。HRDC結(jié)構(gòu)域在許多細菌基因組中并不保守,很多RNaseD的同源蛋白都缺失一個或兩個HRDC結(jié)構(gòu)域,例如農(nóng)桿菌中,就包括很多短的RNaseD同源蛋白。在大腸桿菌中,只有寡核糖核酸酶Orn可以降解小RNA,巴爾通氏體中的NrnC就被認為是Orn的功能類似物。NrnC是一個短的RNaseD同源蛋白,Orn同樣不含有HRDC結(jié)構(gòu)域,屬于DEDDh類型的核酸外切酶。為了更好的理解為什么縮短的RNaseD類似蛋白可以代替Orrn的突變株在大腸桿菌的功能,選擇了Atu4108作為研究對象,它是NrnC同源蛋白,它沒有碳端的HRDC結(jié)構(gòu)域。最終我得到了 Atu4108native的結(jié)構(gòu)以及結(jié)合兩個錳離子的結(jié)構(gòu),并進行了一系列酶活實驗驗證,證明Atu4108既能降解DNA 又能降解RNA。這是第一個短的RNaseD類似蛋白的結(jié)構(gòu)且它是一個八聚體。實驗得出的Atu4108對降解DNA和RNA的極高的酶活性也是第一次被發(fā)現(xiàn)。Microbiology雜志2015年六月九號刊登的一篇名為A direct screen for c-di-GMP modulators reveals a Salmonella Typhimurium periplasmic L-arginine-sensing pathway的文章中鑒定出了兩個蛋白,一個是ArtI,這是一個假定的L-精氨酸周質(zhì)結(jié)合蛋白,另一個是STM1987,這是一個二鳥苷酸環(huán)化酶。文章預測了兩個鼠傷寒沙門氏菌中L-精氨酸參與調(diào)節(jié)c-di-GMP濃度的模型。A.周質(zhì)間感知通路模型:ArtI與STM1987的Cache1結(jié)構(gòu)域直接或間接相互作用,L-精氨酸結(jié)合到ArtI上,提高了 STM1987的GGDEF結(jié)構(gòu)域調(diào)節(jié)c-di-GMP合成酶的活性,以提高c-di-GMP的合成能力。B.細胞質(zhì)的感知通路模型:在胞質(zhì)溶膠中,L-精氨酸通過一種未知機制來激活STM1987。通過蛋白表達與純化,我純化出了 ArtI和STM1987蛋白的Cache1結(jié)構(gòu)域的蛋白。我希望通過對兩個蛋白的三維結(jié)構(gòu)進行分析,得到一個L-精氨酸調(diào)節(jié)c-di-GMP濃度的通路的模型。最終我只得到了 ArtI的結(jié)構(gòu),ArtI的蛋白結(jié)構(gòu)中帶有一個精氨酸。我希望能得到Cache1結(jié)構(gòu)域的蛋白的結(jié)構(gòu)。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：Q75

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本文編號：2560922