His-234是毛白杨对香豆酸 ∶ CoA连接酶的重要酶催化活性残基

对香豆酸∶CoA连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase,4CL)是植物苯丙烷类代谢途径中的一个重要的酶．4CL以肉桂酸衍生物(香豆酸、咖啡酸、阿魏酸等)、ATP和CoA为底物合成相应的酰基-CoA酯,这些酰基-CoA酯是一系列重要化合物(如木质素)的前体．4CL的酶催化反应分两步进行：第一步以肉桂酸衍生物和Mg² -ATP为底物合成酰基-AMP,第二步用CoA取代AMP,产生酰基-CoA酯,催化过程中酶的构象产生明显的变化．因为4CL在木质素的合成中所起的作用,这个酶是通过蛋白质工程方法改进林产品质量的重要靶标．我们通过X射线衍射技术,解析了毛白杨对香豆酸∶CoA连接酶1(Pt4CL1)与其中间产物对香豆酰-AMP的复合物晶体结构,与同家族成员结构比对,确定所获得的蛋白质结构为Pt4CL1催化第二步反应,即酰基-CoA酯合成的构象．结构分析表明：His-234残基在Pt4CL1的酶催化机理中起着多重作用,即通过侧链与AMP磷酸基团形成氢键,降低磷酸基团的负电荷,催化CoA的亲核取代反应;侧链可以采取两种不同的构象以调节CoA进入Pt4CL1的催化中心;His-234的侧链还可能夺取CoA巯基的质子,从而增强CoA的亲核反应活性．突变体酶活数据结果也显示His-234对Pt4CL1的活性非常重要,是Pt4CL1催化中心的活性残基．     

巴尔通氏体效应蛋白BepE干扰人源Csk蛋白信号通路的结构与功能分析

巴尔通氏体作为多种人类疾病的病原菌,可分泌多种毒力效应蛋白.其中的7个毒力效应蛋白BepA~BepG由一个Ⅳ型分泌系统VirB注入宿主细胞内,干扰宿主细胞的多种信号传递通路.在这7个效应蛋白中,BepD~F的N端含有特征的EPIYA基序.注入宿主细胞后,这些EPIYA基序上的酪氨酸残基被宿主细胞中的SFK激酶磷酸化,磷酸化后的EPIYA基序可与宿主细胞中含SH2结构域的蛋白结合并干扰宿主细胞的SH2蛋白相关信号通路.在此之前,已经有多种病原菌的效应蛋白被发现含有EPIYA基序,并且通过磷酸化的EPIYA干扰哺乳动物宿主的SH2信号通路.这些毒性效应蛋白除EPIYA基序之外并没有明显的序列同源性.与此相应,在人类蛋白质组中目前只发现了6种含有EPIYA基序的蛋白,这个基序出现的频率显著低于基于随机预测的频率,这可能是在人类进化过程中含有EPIYA基序的蛋白会干扰正常信号通路传导而被淘汰.JAM-A是已报道的6个人体内EPIYA蛋白之一,它存在于人血小板中,可通过招募Csk至血小板来避免血栓的形成.已有的报道证明了BepE可与人源Csk相互作用,通过影响Csk的功能进而干扰一系列信号通路.人源Csk蛋白作为一个可以同时被来自于病原菌毒力蛋白和内源蛋白中磷酸化EPIYA基序识别并结合的分子,为我们研究并对比这两种含EPIYA基序的蛋白质对人类细胞中SH2信号通路的作用提供了一个理想的靶标.本文报道了Csk与BepE及JAM-A2种磷酸化多肽复合物高分辨率晶体结构并分别测定其亲和力.Csk与多肽复合物结构显示,Csk与2种多肽结合方式相似,都是通过SH2结构域与磷酸化酪氨酸结合,多肽链垂直于SH2结构域中的β片层.SPR实验结果显示,来源于巴尔通氏体的BepE比人源JAM-A与Csk亲和力高,这暗示毒力蛋白通过磷酸化的EPIYA基序以高亲和力结合人体内含SH2结构域的蛋白,进而干扰SH2蛋白所涉及的信号通路.     

核糖体的结构与功能研究——2009年诺贝尔化学奖简介

一系列高分辨率的核糖体及其30 S、50 S亚基的晶体结构揭示了这个极其复杂的蛋白质翻译机器的重要作用机理,对在分子水平上了解生命机体产生和形成的一个基本环节(蛋白质合成)具有重大意义,同时为新型抗生素的设计与研发开辟了新方向新途径,对人类健康与生命保障具有重要作用．     

真核转录的结构生物学——2006年诺贝尔化学奖简介

用X射线晶体学方法测定的一系列RNA聚合酶Ⅱ复合物结构揭示了真核转录的分子机制.     

血红素氧合酶HugZ组氨酸-249对组氨酸-245侧链缺失补偿的结构基础

血红素氧合酶HugZ是幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)利用宿主血红素作为铁源的关键蛋白．HugZ的His245残基侧链咪唑基与血红素中心铁配位结合,是酶活中心的重要组成部分．用定点突变的方法构建HugZ突变体H245A、H249A和H245A/H249A基因,并将突变体蛋白表达纯化．通过X射线晶体学途径解析了突变体H245A与血红素复合物的2.55Å分辨率晶体结构．结构解析表明,HugZ的His249残基侧链咪唑基团与血红素的铁原子结合,从而补偿了His245侧链缺失．这种结构特征在已知血红素氧合酶中未曾发现．Val238 ψ平面的可翻转和Gly239的柔性是His249能与血红素配位结合的关键原因,二者的共同作用改变了C端肽链的走向,使Val238与His249之间的柔性回折与α1螺旋的相互作用发生解离,并向远离血红素的方向伸展．HugZ蛋白与血红素结合的光谱实验证明HugZ柔性C端上的组氨酸残基有利于HugZ与血红素的结合．研究结果表明,含多个组氨酸残基柔性C端的存在有利于血红素氧合酶HugZ结合和分解血红素．