【摘 要】
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双组分信号转导系统（Two component signal transduction system,TCS）由组氨酸激酶蛋白和对应的反应调控蛋白组成,是细菌中普遍存在的高效且重要的信号转导通路。其中YycFG双组分系统是目前已知分布最广泛的重要TCS之一,普遍存在于包括金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌和粪肠球菌等常见致病菌在内的低G+C含量的革兰氏阳性菌中。YycFG双组分系统在细菌的细胞壁代谢、细胞
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双组分信号转导系统（Two component signal transduction system,TCS）由组氨酸激酶蛋白和对应的反应调控蛋白组成,是细菌中普遍存在的高效且重要的信号转导通路。其中YycFG双组分系统是目前已知分布最广泛的重要TCS之一,普遍存在于包括金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌和粪肠球菌等常见致病菌在内的低G+C含量的革兰氏阳性菌中。YycFG双组分系统在细菌的细胞壁代谢、细胞膜形成以及一些耐药菌株的抗药性中发挥着至关重要的作用。但是,YycFG双组分系统的信号转导机制和分子结构仍然不清楚。本论文以YycFG双组分系统为研究对象,采用蛋白质晶体结构生物学的方法,开展研究工作。首先克隆表达了植物乳杆菌中YycG同源蛋白的酶活核心区域,然后解析了 YycG蛋白在两种不同构象状态下的晶体结构。发现在活性状态结构中的两个CA结构域都含有ADP分子,并且其中一个CA结构域移动到了自磷酸化位点保守组氨酸的附近,同时与其相关的DHp结构域中al螺旋束发生了约25.7°的弯曲,使得ADP分子和组氨酸残基相互靠近保证了自磷酸化反应能够发生;另一个CA结构域远离DHp结构域,与其相关的DHp结构域中的al螺旋束则保持平直,导致ADP分子与组氨酸残基的距离变大。在非活性状态结构中,两个CA结构域都没有结合ADP,并且都远离保守的组氨酸残基,整体是以DHp为中心的对称形状;同时DHp结构域的四条螺旋束都是平直状态。我们通过ITC实验分别测定了 YycG蛋白与ATP、ADP和AMP分子的结合强度等特征参数,测出与ATP、ADP的结合强度在200-400uM的范围。除此之外,还运用分子动力学模拟的研究方法,对DHp结构域在活性状态下发生的弯曲现象进行了模拟和分析,所得结果与我们提出的DHp结构域中al螺旋束的弯曲模型相一致。我们的结果表明,YycG蛋白非活性状态和活性状态的构象可以通过结合ATP/ADP分子、协同DHp结构域al螺旋束的弯曲来进行转换。
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