【摘要】：大多數(shù)膜蛋白和分泌蛋白會(huì)經(jīng)過(guò)靶向定位或者插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白共翻譯易位過(guò)程,而這一過(guò)程受信號(hào)識(shí)別顆粒(Signal recognition particle,SRP)的嚴(yán)格調(diào)控。哺乳動(dòng)物SRP復(fù)合物由Alu結(jié)構(gòu)域和S結(jié)構(gòu)域組成。Alu結(jié)構(gòu)域由RNA末端結(jié)構(gòu)和SRP9/14蛋白亞基組成;S結(jié)構(gòu)域是由RNA中間結(jié)構(gòu)域、SRP19、SRP54以及SRP68/72蛋白亞基組成。其中,SRP68和SRP72蛋白在不同物種之間序列高度保守,在體內(nèi)以異源二聚體SRP68/72形式存在并與SRP RNA結(jié)合,對(duì)SRP正常行使其生物學(xué)功能起著至關(guān)重要的作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí),在真核細(xì)胞中SRP68/72異源二聚體主要是在蛋白質(zhì)易位過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。缺失SRP68/72的SRP蛋白會(huì)喪失其識(shí)別信號(hào)肽以及使蛋白定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能。目前為止,雖然已有文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)SRP-RNC(核糖體-新生肽鏈復(fù)合物)復(fù)合物的低分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu),但是其中不包括SRP68和SRP72蛋白,故SRP68和SRP72的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能尚不清楚。本論文通過(guò)原核表達(dá)并純化獲得了人源apo-SRP72蛋白和SRP68/72蛋白復(fù)合物,采用坐滴蒸氣擴(kuò)散法成功獲得了 SRP68509-614-SRP721-163蛋白復(fù)合物晶體和apo-SRP721-163蛋白晶體,并分別使用單波長(zhǎng)異常散射法和分子置換法解析了三維空間結(jié)構(gòu)。SRP72蛋白N端結(jié)構(gòu)由9個(gè)反平行α螺旋(分別命名為α1-α9)折疊形成,其凹陷的弧面緊緊地包圍住一條SRP68多肽鏈,形成一個(gè)穩(wěn)定的異源二聚體結(jié)構(gòu)。此9個(gè)螺旋分別形成了四個(gè)非典型TPR模體和一個(gè)C端"帽子"結(jié)構(gòu)。在不結(jié)合SRP68時(shí),apo-SRP72蛋白在溶液中主要以"尾對(duì)尾二聚體"形式存在,同時(shí)也有一部分以單體和四聚體的形式存在。與apo-SRP72同源二聚體相比,SRP68-SRP72復(fù)合物在結(jié)合面積、結(jié)合力和穩(wěn)定性等方面均存在巨大優(yōu)勢(shì)。由于apo-SRP72同源二聚體中的一個(gè)亞基與SRP68/72復(fù)合物中的SRP68蛋白分子之間存在強(qiáng)烈的空間排斥,為了形成復(fù)合物apo-SRP72同源二聚體不得不解離成兩個(gè)蛋白分子。從apo-SRP72同源二聚體的解離到結(jié)合SRP68的過(guò)程中,其C端就會(huì)從搖擺不定的loop結(jié)構(gòu)逐漸重構(gòu)成穩(wěn)定的超螺旋結(jié)構(gòu)(α9),以此充當(dāng)"帽子"的功能來(lái)"蓋"住SRP68分子,使SRP68和SRP72蛋白順利結(jié)合并形成穩(wěn)定的異源二聚體。分析蛋白復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)并結(jié)合體外生化實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)SRP68蛋白C端23個(gè)氨基酸殘基組成的短肽片段(588-610)與SRP72N端(1-163)之間可通過(guò)形成疏水槽發(fā)生強(qiáng)相互作用。結(jié)構(gòu)中所解析出來(lái)的SRP68短肽鏈?zhǔn)茄芯恐两窬哂蠸RP72識(shí)別功能的最短片段。通過(guò)進(jìn)一步結(jié)構(gòu)分析、體內(nèi)外生化功能研究以及定點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)癌癥病人中SRP68和SRP72突變蛋白會(huì)明顯減弱SRP68/72復(fù)合物的形成,使SRP68和SRP72無(wú)法參與形成SRP大復(fù)合物,進(jìn)而影響SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合,最終使得SRP復(fù)合物喪失對(duì)蛋白質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位功能。本論文通過(guò)解析人源apo-SRP72和SRP68/72的三維結(jié)構(gòu),為深入研究SRP的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)功能提供結(jié)構(gòu)依據(jù)。在分析結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了 SRP68和SRP72基于結(jié)構(gòu)改變引起的疾病模型,為抗疾病肽類(lèi)藥物分子的設(shè)計(jì)提供重要的結(jié)構(gòu)信息。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2476898