蓝藻毒素合成蛋白McyF和家蚕保幼激素环氧水解酶的结构研究

【摘要】由蓝藻大量爆发引起的水华和赤潮是一个世界性的难题,其对环境的污染主要是通过制造并向水体中释放各种毒素。微囊藻毒素是蓝藻合成的众多毒素中最常见也是危害最大的一类,主要由微囊藻属、项圈藻属、念珠藻属和颤藻属的蓝细菌制造。微囊藻毒素的生物合成由位于同一个基因簇的一系列的毒素合成蛋白循序完成。我们解析了其中的一个重要蛋白,天冬氨酸消旋酶McyF与其底物L-型天冬氨酸、D-型天冬氨酸和抑制剂柠檬酸各自的复合物晶体结构。结构分析和同源蛋白比对揭示了其底物结合口袋的一些结构细节。这些发现增加了我们对于McyF的底物结合和催化机制的理解,并可能对生物方法抑制毒素合成有所帮助。保幼激素是调节昆虫变态发育的一种重要激素,保幼激素环氧水解酶(JHEH)是保幼激素降解通路上的一个关键蛋白。我们解析了家蚕保幼激素环氧水解酶的2.30A的晶体结构。其整体结构由一个N端片段,一个水解酶区域和一个插入水解酶区域中的lid区构成。结构分析和分子模拟显示其底物结合口袋有一些保守并且独有的特征。这些发现增加了我们对微粒体环氧水解酶的底物识别和催化机制的理解,并且为以后保幼激素衍生的杀虫剂的设计提供了结构依据。蚕丝是自然界最引人注目的生物材料之一。蚕丝主要由丝心蛋白和丝胶蛋白组成,这两类蛋白都由家蚕的丝腺合成和分泌,在丝腺腔中混合装配后,从蚕的吐丝口喷出形成蚕丝。关于蚕丝的装配机制一直是蚕学家们研究的热点和难点。丝心蛋白由3种蛋白组成：丝心蛋白重链、丝心蛋白轻链和糖蛋白P25。我们通过串联表达的方法获得了丝心蛋白轻链与重链C端复合体蛋白,并使用圆二色谱和动态光散射检测其理化状态。丝心蛋白轻链与重链C端复合体在溶液中的状态与重链N端不同,它以二体形式存在,且其二级结构不随pH变化而改变。这些研究成果为我们进一步研究蚕丝的结构和装配机制提供了基础。
【作者】周康；
【导师】周丛照；陈宇星；
【作者基本信息】中国科学技术大学，生物化学与分子生物学，2014，博士
【关键词】蓝细菌；微囊藻毒素；天冬氨酸消旋酶；家蚕；保幼激素环氧水解酶；蚕丝；丝心蛋白轻链；丝心蛋白重链；晶体结构；

【参考文献】
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