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尿素酰胺水解酶(Urea Amidolyase，UA)利用ATP将尿素转化为氨。它在利用尿素作为酵母氮源、酵母菌丝形变、尿嘧啶降解等途径中发挥重要功能。尿素酰胺水解酶由尿素羧化酶(Urea Carboxylase，UC)和脲水解酶(Allophanatehydrolyase，AH)两个结构域构成，它们催化两个连续的反应。研究表明UA是进化过程中UC和AH基冈融合的结果，而在一些微生物中，它们是两个分开的蛋白。我们通过蛋白质晶体的X射线衍射得到了乳酸克鲁纬酵母(Kluyveromyceslactis,K lactis)的尿素酰胺水解酶全酶(K1UA)去掉其UC的生物素转运蛋白(biotin-carboxyl carrier protein，BCCP)亚结构域(KlUA△BCCP,1-1741)6.5(A)的晶体结构。结构显示KlUA是一个主要由AH二聚体介导的形似大写字母“E”的400kDa的二聚体。负染色电镜验证了KlUA在溶液中的构象与在晶体中构象一致。基于结构的酶功能实验揭示了AH二聚体对KlUA二聚体结构的形成和发挥最大酶活性的重要性、其中间产物脲的传递机制、及UA全酶对其AH活性的促进作用。我们的结果还暗示了在那些UC、AH分别编码的生物体中，很有可能两蛋白并不形成UA类似的结构，因而UA全酶比较于UC、AH分别表达的蛋白可能具有更高的酶活性，因此表达UA的物种具有选择优势。此外，我们还研究了底物分子ATP、镁离子、钾离子对UA活性的调节。研究发现镁离子、钾离子对UC活性有激活作用，过量的ATP对UC活性有底物抑制作用。更重要的是，我们还在尿素羧化酶中发现了底物碳酸氢根的负协同效应，这种效应使酵母细胞更好的适应了缺乏二氧化碳的环境，从而使UA在酵母菌丝形变以逃逸宿主免疫系统的途径中充分发挥作用。本研究使我们对UA的功能与其参与的生物学过程之间的联系有了一定的了解，也启发了对于多结构域多功能酶的更多认识。