论文部分内容阅读
随着原核生物和古细菌中类泛素蛋白修饰系统的发现以及对真核生物类泛素修饰系统的研究,人们认识到这种蛋白质修饰系统存在的广泛性及重要性。本论文中,我们研究了结核分枝杆菌中类泛素蛋白Pup的结构及其分子作用机制、布氏锥虫中SUMO修饰系统以及布氏锥虫中Nedd8修饰系统在布氏锥虫细胞中的功能。本论文将分为三个部分来陈述我们所得到的实验结论。本文研究的一方面就是原核生物结核分枝杆菌类泛素蛋白Pup的结构与其分子作用机制。真核生物中,尽管类泛素蛋白之间的氨基酸序列保守性很低,但是类泛素蛋白都具有类似的泛素样空间结构。有趣的是,我们的研究发现结核分枝杆菌类泛素蛋白Pup除了与真核生物的类泛素蛋白序列相似性很低外,Pup蛋白还具有与真核生物类泛素蛋白完全不一样的结构特征。我们通过各种生物信息学手段分析预测Pup蛋白的结构特性,并辅以CD检测、SPR实验以及核磁共振实验证实了Pup蛋白是天然无结构蛋白。进一步的SPR实验和核磁共振实验揭示了Pup蛋白的碳末端能与蛋白酶体调节亚基Mpa作用,从而部分揭示了Pup介导蛋白降解的机制。本论文的主要研究是围绕布氏锥虫中SUMO修饰系统和Nedd8修饰系统在布氏锥虫细胞中的功能而展开的。布氏锥虫是一种单细胞寄生真核生物,其类泛素蛋白修饰系统的研究还是空白。因此通过细胞生化实验,我们首先确定了SUMO系统和Nedd8系统在布氏锥虫中是存在的,进而发现SUMO系统和Nedd8系统所参与的细胞生物学进程有很大不同。布氏锥虫中的SUMO系统在细胞有丝分裂期姐妹染色单体分离过程中具有重要作用,并且是维持布氏锥虫基因组稳定所必须的。此外,我们鉴定了出了参与SUMO修饰的E1,E2酶,并且构建了布氏锥虫的体外SUMO化实验体系以便开展后续的研究工作。而布氏锥虫Nedd8修饰系统在调节布氏锥虫体内蛋白泛素化水平方面、DNA复制执照发放方面以及鞭毛贴附方面具有重要作用。这也是首次报道Nedd8系统具有调节布氏锥虫鞭毛贴附的功能。后续对布氏锥虫SUMO系统和Nedd8系统的深入研究将有助于揭示其调节各种生物进程的分子机制。