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mazEF毒素-抗毒素系统在应激条件下细菌的生长抑制与死亡过程中发挥着十分重要的作用。mazEF系统由一个表达毒素蛋白的mazF基因和一个表达抗毒素蛋白的mazE基因所组成。毒素蛋白MazF的性质非常稳定,而不稳定的抗毒素蛋白MazE在体内则很容易被ATP依赖的丝氨酸蛋白酶所降解。毒素蛋白MazF是一个序列特异性的RNA内切酶,它能够在单链RNA的ACA位点的第一个A和C之间发生特异性的切割反应。抗毒素蛋白MazE与毒素蛋白MazF结合后相互作用形成MazE/MazF蛋白复合体,MazF的毒性作用受到抑制。该复合体与单独的Maze能够分别结合到mazEF的启动子区发生负反馈调节。MazF与其同源蛋白一起共同形成了一个序列保守的毒素蛋白家族,被称之为mRNAInterferase。对MazE/MazF复合体的结构进行研究,发现它是一个由交替的两个MazF二聚体和一个MazE二聚体构成的不对称异六聚体蛋白(MazF2-MazE2-MazF2)。到目前为止,对MazF的RNA切割机理的研究仍在进行中。在本篇论文中,研究发现毒素蛋白MazF的四个氨基酸残基的点突变(E24A,G27A,R29A和K79A)均能够显著影响其RNA切割活性,它们分别位于S1-S2 loop和D片层S6上,可能共同参与构成MazF的活性中心。我们在2.0(A)的分辨率下得到了MazF K79A二聚体的蛋白晶体结构。MazF晶体结构分析表明MazF的C末端螺旋在其二聚体形成的过程中起着十分重要的作用,二聚体的形成是MazF具有RNA切割活性的前提。MazF S1-S2 loop区和S3-S4 loop区在结合MazE前后发生了十分显著的变化,Maze的结合能够抑制MazF的RNA切割活性。S1-S2 loop区在MazF的二聚体结构中呈开放状态,由于S1-S2 loop区在MazF的RNA切割活性中具有重要的作用,我们推测这一区域在MazF结合RNA前后会发生构象改变,从而激活MazF的切割活性。