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第一部分范可尼贫血相关蛋白FANCM/FAAP24异二聚体的结构与功能研究 范可尼贫血(FA)是一种罕见的由基因变异引发的遗传性贫血,它会导致先天性畸形,骨髓障碍,易癌性等症状。FANCM与FA相关蛋白FAAP24能形成稳定的异二聚体复合物,在DNA损伤应答过程中参与FA通路的激活,与其他蛋白共同作用保护细胞免受DNA链间交联损伤。该复合物通过识别并结合损伤的DNA或者受阻滞的复制叉,将FA核心复合物靶向染色质,启动损伤修复通路,但FANCM/FAAP24的DNA结合活性目前研究的还不清楚。 论文通过核磁共振获得了FAAP24的溶液结构,对其与DNA结合、参与形成异二聚体复合物的功能进行研究,并基于结构分析,对FAAP24不同突变体进行了体外与体内实验。揭示了FAAP24具有特异性结合单链DNA的活性,确定了其C端(HhH)2结构域中参与DNA结合以及与FANCM形成异二聚体的关键氨基酸残基;证明了其在DNA损伤应答过程中的重要作用,既依赖于FANCM/FAAP24异二聚体的形成,又与FAAP24的单链DNA结合能力密切相关。 第二部分结核分枝杆菌转录因子Rv0081的结构与功能研究 结核分枝杆菌是引起结核病的病原菌,对宿主体内的各种压力环境具有非常强的适应能力,能够在宿主体内潜伏数月到数十年而不发病。到目前为止,结核分枝杆菌的致病机理以及对宿主环境适应的调控机制研究的都还不透彻。对金属离子的代谢调控以及对缺氧环境的适应可能在此过程中发挥了巨大的作用,而大量的转录因子参与了这些调控过程。Rv0081属于金属离子依赖的转录因子ArsR/SmtB蛋白家族,能够结合其自身启动子区域的反向重复序列从而抑制自身以及下游基因的表达,在应对缺氧的调控网络中起到调控中枢的作用。 论文用单波长反常散射法解析了Rv0081全长蛋白2.5(A)分辨率的晶体结构,空间群为I422,每个不对称单位中含有两个分子。Rv0081在溶液状态下也是以二聚体形式存在,而不是文献中提到的单体,并且Rv0081与dsDNA的结合能力远远大于ssDNA。根据结构分析我们设计了一系列可能参与dsDNA结合的突变体,并用表面等离子共振波谱测定了Rv0081及其突变体与dsDNA的结合常数。野生型蛋白与dsDNA的亲和力为90 nM,而不同突变体的亲和力则下降了1.7倍至724倍。我们对可能影响Rv0081与dsDNA结合的调节子进行了摸索实验,没有找到具有显著作用的小分子,暗示了Rv0081与核酸结合的调控机制可能与ArsR/SmtB家族其他蛋白有所不同。