NifA中心结构域多聚功能结构基础的突变分析

肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumonia,Kp)NifA中心结构域C3区的点突变型(Thr-290® Val)丧失了激活nif基因转录的功能,说明这个Thr残基对NifA中心结构域的转录激活功能是关键的.该点突变型蛋白被用于部分二倍体实验以检测NifA中心结构域的多聚功能.实验结果表明,NifA中心结构域含有决定NifA蛋白单体间聚合的聚合决定子.通过构建NifA蛋白的一系列缺失突变型以确定中心结构域中对单体间聚合起关键作用的区域,证明252~453氨基酸残基序列参与了Kp NifA中心结构域的多聚功能.     

苜蓿中华根瘤菌Sm NifA蛋白与阴沟肠杆菌Ec NifA蛋白功能差异的研究

nifA基因是固氮基因nif的调节基因, 其产物NifA蛋白是固氮过程的中心调节因子. 将多拷贝组成型表达的苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti, Sm) nifA基因或阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae, Ec) nifA基因引入苜蓿中华根瘤菌野生型菌株Sm1021和苜蓿中华根瘤菌nifA突变型菌株SmY中, 并检测这些苜蓿中华根瘤菌感染苜蓿之后根瘤的表型及固氮酶活性. 实验结果表明, 苜蓿中华根瘤菌NifA蛋白和阴沟肠杆菌NifA蛋白在苜蓿中华根瘤菌中的功能有明显差异. 在野生型菌株Sm1021中, 引入多拷贝Sm nifA基因对宿主根瘤固氮效率的促进作用明显优于引入多拷贝Ec nifA基因的作用. 引入多拷贝Sm nifA基因的SmY菌株(nifA突变型)能够共生固氮, 而引入Ec nifA基因的SmY菌株仍然不能固氮. 氨基酸序列同源性分析显示, N末端结构域是Sm NifA蛋白和Ec NifA蛋白同源性最低的功能域. 进一步研究表明, Sm NifA蛋白的N末端结构域在互补苜蓿中华根瘤菌nifA突变型菌株SmY的固氮功能时是必需的.