本论文的工作重点包括:人类MAPKs家族激酶MEKK3的N端PB1结构域的克隆,表达,纯化并用核磁共振的方法解析了溶液中MEKK3 PB1结构域的结构。在结构解析的过程中,我们发现了MEKK3 PB1中存在着有趣的脯氨酸顺反异构现象。基于结构,我们研究了MEKK3 PB1与其下游激酶MEK5的N端PB1结构域的相互作用。我们的另一项工作是解析了人类Mog1蛋白的溶液结构;并初步研究了其与核转运蛋白Ran的相互作用。第一章是对MAPK信号通路家族及PB1结构域的一个综述。MAPK信号通路参与了许多生理和病理过程,其中ERK5信号通路是唯一由PB1结构域介导的MAPK信号通路,PB1结构域是新近发现的蛋白—蛋白相互作用结构域,它参与了很多信号通路的传递。第二章中,我们解析了人类MEKK3 PB1结构域的溶液结构。MEKK3 PB1在大肠杆菌中表达,经Ni离子亲和层析柱纯化,用于核磁共振实验。MEKK3 PB1结构具有典型的ubiquitin-like折叠方式,包含5段β-折叠片和2段α-螺旋的紧密球状蛋白结构域。5段β-折叠片以平行和反平行的方式排列,2段α-螺旋以几乎互相垂直的方式排列,处于5段β-折叠的另一侧。整个结构中含有一个疏水核心,对稳定蛋白结构发挥重要的作用。令我们感兴趣的是,我们在HSQC谱图上意外地发现了一些强度相对较弱的峰,经过分析,我们认为MEKK3 PB1中存在着多种构象,且所占比例不同。在HSQC谱图上,越靠近Pro39的残基,两种构象间的化学位移差越大。考虑到以上这些,我们猜测很可能是Gln38-Pro39间肽键的顺反异构作用造成了MEKK3 PB1构象的多样性。NOE及化学位移的信息证实了我们的猜测。这种顺反异构的现象在PB1结构域中还是第一次发现。顺式与反式异构体主链之间最大的差别在Pro39所在的连接α1和β3的G37-L40转角区域。在顺式构象下,这一区域形成一个第六类bβ-转角（Ⅵbβ-turn）。反式构象下,该区域则不属于任何典型的β-转角。主链动力学研究揭示了MEKK3 PB1的β3/β4转角可能存在着毫秒到微秒时间尺度的运动。然后,我们进一步研究了MEKK3 PB1与MEK5 PB1的相互作用。ITC和SPR实验显示MEKK3 PB1与MEK5 PB1的解离常数达到了10-8M,这是很强的相互作用。通过定点突变实验,我们发现了在MEKK3 PB1的作用界面上,不同的残基对结合的贡献是不一样的。Lys7作为高度保守的残基,在MEKK3 PB1结合MEK5 PB1发挥了非常重要的作用。K7A突变几乎完全阻断了MEKK3 PB1与MEK5 PB1的相互结合。R5A突变也使得它们的相互作用大幅减弱,与此相反的是,R14A和R76A仅仅使相互作用稍有减弱。因此,我们认为Lys7和Arg5在MEKK3 PB1与MEK5 PB1的相互作用中发挥着非常重要的作用。第三章中,我们解析了人类Mog1蛋白的溶液结构。Mog1蛋白是一个186个氨基酸的与核转运相关的蛋白。我们用大肠杆菌表达了Mog1,经Ni离子亲和层析柱纯化,用于核磁实验。Mog1含有9段β折叠,2段α螺旋和2段310螺旋。其中7段β折叠以平行和反平行的方式依次排列,两段α螺旋分别处于这组β折叠的前面和后面,形成夹心结构。人Mog1与酵母Mog1最主要的一个差别是,在人Mog1蛋白中,146-164位的氨基酸形成一个很大的loop区,而在ScMog1中相对应的位置则是一段α螺旋。我们通过凝胶过滤色谱证实了Mog1可以与Ran形成稳定的复合物,然而,我们尚未确定它们相互作用的界面,这方面的信息需要进一步的工作来确定了。