本文選題：NMR　切入點：肺炎鏈球菌　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2012年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本論文主要研究了肺炎鏈球菌表面蛋白SP0498Big結(jié)構(gòu)域、釀酒酵母SWI1ARID結(jié)構(gòu)域和人SUV39H1chromo結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)和分子作用機制。 1.肺炎鏈球菌是人類急性呼吸道感染等嚴重疾病的致病菌。我們通過NMR的方法解析了肺炎鏈球菌表面蛋白SP0498中Big (bacterial immuno-globulin-like)結(jié)構(gòu)域的溶液結(jié)構(gòu)。SP0498Big結(jié)構(gòu)域由8條p-鏈構(gòu)成,呈桶狀結(jié)構(gòu),與經(jīng)典的免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域三明治狀結(jié)構(gòu)明顯不同。有意思的是我們發(fā)現(xiàn)了SPO498Big結(jié)構(gòu)域是一個Ca2+結(jié)合結(jié)構(gòu)域,而且其結(jié)構(gòu)與已知鈣離子結(jié)合結(jié)構(gòu)域不同,所以它的發(fā)現(xiàn)揭示了一種新的鈣離子結(jié)合模塊。此外,我們還鑒定出該結(jié)構(gòu)域中可能參與鈣離子結(jié)合的關(guān)鍵殘基。我們首次從結(jié)構(gòu)方面報道了Big結(jié)構(gòu)域和鈣離子的相互作用,這說明Big結(jié)構(gòu)域可能在許多重要性、鈣離子依賴的細胞過程,如細菌的致病過程中都具有重要作用。 2.SWI1是釀酒酵母中染色體重塑SWI/SNF的一個亞基。SWIl具有一個ARID (AT-rich interaction domain)結(jié)構(gòu)域,該結(jié)構(gòu)域具有潛在的DNA結(jié)合活性。我們通過NMR的方法解析了釀酒酵母中SWI1ARID結(jié)構(gòu)域的溶液結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)域由七個α螺旋組成,其中六個螺旋在ARID家族中保守。此外化學(xué)位移擾動實驗表面了SWI1ARID結(jié)構(gòu)域具有DNA結(jié)合活性。釀酒酵母SWI1ARID結(jié)構(gòu)域與人SWI1ARID結(jié)構(gòu)域類似,可以非特異地結(jié)合DNA。對SWI1ARID結(jié)構(gòu)域溶液結(jié)構(gòu)的解析和其非特異性結(jié)合DNA性質(zhì)的探討,使我們更深入地了解了ARID結(jié)構(gòu)域家族的結(jié)構(gòu)及其DNA結(jié)合特性,也為進一步解釋酵母染色體重塑復(fù)合物SWI/SNF在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面的功能提供了幫助。 3SUV39H1是在人類中發(fā)現(xiàn)的第一個組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶,它參與染色質(zhì)的修飾和基因轉(zhuǎn)錄過程。SUV39H1在N端有一個chromodomain,該結(jié)構(gòu)域參與甲基化賴氨酸的識別和SUV39H1在染色體上的定位。我們解析了人類SUV39H1chromodomain的晶體結(jié)構(gòu)。SUV39H1chromodomain的結(jié)構(gòu)與其它chromodomain相比,總體上是保守的。但不同的是,SUV39H1chromodomain在C端有一段較長的螺旋。此外,通過表面等離子共振實驗我們發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)域可以特異性地識別H3K9me3。 SUV39H1chromodomain結(jié)構(gòu)的解析,尤其是關(guān)于其對H3K9me3特異性識別的研究將有助于我們進一步了解SUV39H1蛋白在組蛋白的修飾、基因的沉默等重要生物學(xué)過程中的作用。
[Abstract]:In this paper, the structure and molecular mechanism of Streptococcus pneumoniae surface protein SP0498Big domain, Saccharomyces cerevisiae SWI1ARID domain and human SUV39H1chromo domain were studied. 1. Streptococcus pneumoniae is a pathogen of severe diseases such as acute respiratory tract infection in human. The solution structure of Big immuno-globulin-like domain of Streptococcus pneumoniae surface protein SP0498 was analyzed by NMR method. SP0498Big domain was composed of eight p- chains, which were barrel like structure. It is interesting to find that the SPO498Big domain is a Ca2 binding domain, and its structure is different from the known Ca ~ (2 +) binding domain. So its discovery reveals a new calcium binding module. In addition, we have identified the key residues in this domain that may be involved in calcium binding. We have reported for the first time the interaction between Big domain and calcium ion. This suggests that the Big domain may play an important role in many Ca2 +-dependent cellular processes such as bacterial pathogenicity. 2. SWI1 is a subunit of chromosome remodeling SWI/SNF in Saccharomyces cerevisiae. SWIl has a ARID AT-rich interaction domain. This domain has potential DNA binding activity. The solution structure of SWI1ARID domain in Saccharomyces cerevisiae was analyzed by NMR method. Six helices are conserved in the ARID family. In addition, the chemical shift perturbation experiments show that the SWI1ARID domain has DNA binding activity. The SWI1ARID domain of Saccharomyces cerevisiae is similar to the human SWI1ARID domain. The solution structure of SWI1ARID domain and its nonspecific binding properties of DNA can be unspecifically combined with DNA.Therefore, we have a better understanding of the structure of ARID domain family and its DNA binding properties. It also helps to explain the function of yeast chromosome remodeling complex (SWI/SNF) in gene transcription regulation. 3SUV39H1 is the first histone lysine methyltransferase found in humans. It is involved in chromatin modification and gene transcription. SUV39H1 has a chromodomainat the N terminal, and this domain is involved in the recognition of methylated lysine and the location of SUV39H1 on chromosome. We have analyzed the crystal structure of human SUV39H1chromodomain. But the difference is that the SUV39H1 chromodomain has a long helix at the C end. In addition, we find that the domain can specifically recognize the analysis of H3K9me3. SUV39H1chromodomain structure by surface plasmon resonance (SPR) experiment. In particular, the study on the specific recognition of H3K9me3 will help us to further understand the role of SUV39H1 protein in histone modification, gene silencing and other important biological processes.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R378.14

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本文編號：1606176