嗜热蛋白复合物热稳定性与其表达水平关系的研究

【摘要】蛋白质复合物是蛋白-蛋白相互作用的主要形式,在生物体中发挥着重要的功能,需要稳定的四级结构。蛋白复合物的热稳定性一般是由各亚基之间相互作用的强度决定,并反映在亚基间接触界面的性质上。已有研究表明,嗜热微生物中蛋白质复合物的界面特性与常温物种的有着显著不同,并且,原核微生物基因组中高表达基因的比例与其最适生长温度(OptimalGrowthTemperature,OGT)存在关联。但,蛋白复合物的热稳定性与基因表达水平之间的关系仍属未知。本文基于蛋白质结构数据库中的三维结构信息,通过计算复合物界面的大小、结合能和化学性质,分析了两个嗜热细菌和三个常温细菌中蛋白复合物的界面属性。并根据表达水平的高低对蛋白复合物进行分类,比较了不同物种中高表达与低表达的蛋白复合物之间界面属性的差异。最后,我们通过计算机模拟蛋白复合物进化,探究了温度选择压力产生这一差异的内在机制。结果表明,在嗜热细菌中,高表达蛋白复合物比低表达蛋白复合物有更大的相互作用界面和更高的热稳定性,而在常温细菌中则没有这种差异。模拟进化显示,高温压力条件下,高表达蛋白复合物热稳定性的进化速率要高于表达蛋白复合物热稳定性的进化速率,而常温条件下则无此规律。我们据此推测,是环境温度的进化选择压力,使得蛋白复合物的热稳定性和表达水平在不同OGT的物种中表现出了不同的相关性。我们的工作进一步加深了对蛋白复合物热适应机理的认识。
【作者】何一鸣；
【导师】马彬广；
【作者基本信息】华中农业大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】蛋白复合物；基因表达水平；蛋白质相互作用；热适应；亚基界面；

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