鉤端螺旋體去甲酰化酶的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.pdf

1、該論文描述勾端螺旋體去甲?；?LiPDF)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.蛋白質(zhì)的生物合成均起始于甲硫氨酸.在大多數(shù)情況下,N-端的甲硫氨酸在成熟蛋白中被去除.一般認(rèn)為只有在細(xì)菌中,N-端甲硫氨酸在蛋白合成之前被甲?；?在翻譯后加工中,N-端甲硫氨酸先在去甲?；?peptide deformylase,PDF)作用下被去甲?；?才可以被正確切除.研究表明細(xì)菌中PDF的抑制會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡,即PDF對于細(xì)菌存活是必需的.而在真核生物中,目前發(fā)現(xiàn)蛋白

2、的翻譯后加工工程不涉及PDF的作用.因此,PDF是一個(gè)很好的藥物設(shè)計(jì)靶蛋白.該實(shí)驗(yàn)室在成功克隆鉤端螺旋體PDF基因并獲得高表達(dá)重組蛋白,進(jìn)行了一系列酶學(xué)性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上,近來又在晶體結(jié)構(gòu)解析方面獲得了具有一定突破性的研究成果.現(xiàn)有PDF根據(jù)氨基酸序列主要?jiǎng)澐譃閮煞N類型,并且這兩類PDF都表現(xiàn)出明顯的金屬離子特異性.對鉤體PDF一級序列的分析表明該酶不屬于已有的兩種類型,可能代表了一個(gè)新的家族.我們先后測定了鉤體PDF母體(第一個(gè)具有較高

3、活性的鋅結(jié)合的PDF結(jié)構(gòu))以及鉤體PDF與actinonin(一種天然的PDF的抑制劑)結(jié)合復(fù)合物的X射線晶體結(jié)構(gòu).隨后的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)了若干獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)特征,從而印證了一級序列分析的結(jié)果,即鉤體PDF屬于新的PDF家族.這些獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)特征主要包括:穩(wěn)定的生物學(xué)二體;活性中心"蓋子"結(jié)構(gòu);疏水C末端取向.鉤體PDF與抑制劑復(fù)合物(P2<,1>空間群)晶體獨(dú)立區(qū)中有八個(gè)分子,其中仍然保留了與母體(P4<,1>2<,1>2或P3<,1>

4、21空間群)相同的二體對稱性.該穩(wěn)定二體的生物學(xué)意義尚待進(jìn)一步探究.有趣的是,底物結(jié)合口袋在母體結(jié)構(gòu)中處于"關(guān)閉"狀態(tài),而在復(fù)合物結(jié)構(gòu)中則處于一定程度的"開放"狀態(tài).比較發(fā)現(xiàn),Arg109在構(gòu)象變化中發(fā)揮了類似于"天窗"一樣的開合作用,它在閉合與開放構(gòu)象結(jié)構(gòu)中分別與Tyr72和Trp99形成明顯的Cation-Pi相互作用.基于這種底物結(jié)合口袋的構(gòu)象變化,我們提出了以"構(gòu)成態(tài)分布移動(dòng)"為特征的底物結(jié)合機(jī)理.從該模型出發(fā)所得理論分析的結(jié)果