人源異戊二烯焦磷酸異構酶及真核起始因子2B的結構生物學研究.pdf

1、1.人源異戊二烯焦磷酸異構酶的結構生物學研究人源異戊二烯焦磷酸異構酶(IPP異構酶)是異戊二烯類化合物生物合成途徑中的關鍵性的酶，它催化異戊二烯焦磷酸(IPP)與二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)之間的相互異構轉化，而異戊二烯焦磷酸和二甲基烯丙基焦磷酸則是數(shù)目眾多的異戊二烯類化合物的共同前體。這里我們首先用單波長反常散射的辦法解析了人源IPP異構酶1.6A的晶體結構，其空間群為P212121，并隨后得到了另外兩種不同晶型的晶體結構，空間

2、群分別是C2和P1，其中空間群P1的晶體中是無機培養(yǎng)基表達的硒代蛋白，它們都與大腸桿菌中同源蛋白的結構相似。這些結構首先展示了在人源IPP異構酶的N端區(qū)域存在著一個不穩(wěn)定的α螺旋，在空間群C2和P1的晶體結構中這個α螺旋是形成的，但是在空間群P212121的晶體結構中卻打開成了一個無規(guī)則卷曲，這個α螺旋覆蓋在IPP異構酶活性口袋的上方，可能控制底物的進出。然后在空間群P1的晶體結構中，發(fā)現(xiàn)在活性口袋中結合了一個可能來自大腸桿菌的底物類似

3、物焦磷酸乙醇胺(EIPP)，根據(jù)這個結構我們認為IPP異構酶催化的底物IPP質(zhì)子化與去質(zhì)子化反應中質(zhì)子的供體可能是結合在活性口袋中的一個水分子，并且很可能IPP和DMAPP采用不同的構象結合IPP異構酶。另外這三個不同晶型的晶體結構中活性相關的氨基酸的構象并不完全相同，據(jù)此我們認為人源IPP異構酶中存在著一個底物誘導的活性位點構象變化的過程。最后根據(jù)空間群P212121的晶體結構，我們提出了一個高濃度的Mn<'2+>抑制人源IPP異構酶

4、活性的機理。 2.人源真核翻譯起始因子eIF2B的結構生物學研究真核翻譯起始過程是一個復雜的過程，其主要目的是為了使mRNA能夠結合在核糖體上并使得起始Met-tRNA<,i>與mRNA上的AUG起始密碼子正確配對，從而可以開始肽鏈的延伸過程。這個翻譯起始過程需要很多蛋白質(zhì)的幫助，它們被稱為真核起始因子(eukaryotic initiation factor，eIF)。其中eIF2是攜帶起始Met-tRNAi結合到核糖體的重要

5、因子，它只有在結合GTP時才能攜帶起始Met-tRNA<,i>，但是正常情況下eIF2對GDP的親和力要高于GTP，所以這時就需要一個烏苷酸交換因子eIF2B的幫助把eIF2-GDP變?yōu)閑IF2-GTP，這個烏苷酸交換反應是整個翻譯起始過程最重要的調(diào)控點之一。eIF2B是一個包含五個亞基的大復合物，它又可以分為調(diào)節(jié)亞復合物和催化亞復合物，其中由α，β和δ亞基組成的調(diào)節(jié)亞復合物主要應對eIF2磷酸化對eIF2B活性的抑制作用，而由γ和ε亞

6、基組成的催化亞復合物則主要發(fā)揮催化烏苷酸交換的活性。我們表達純化了人源eIF2Ba亞基并用分子置換的方法解析了其2.6A分辨率的晶體結構，eIF2Bα的結構包含兩個結構域，N端結構域和C端結構域，根據(jù)以前生化研究的結果我們描述了eIF2Bα上一個可能與eIF2或磷酸化eIF2相互作用的表面，并認為其C端結構域中的Rossmann折疊花樣可能介導了其與β及δ亞基形成調(diào)節(jié)亞復合物，除此之外，我們還根據(jù)eIF2Bα的結構提出了其中兩個被鑒定與