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本论文主要包括两方面的内容：来自变形链球菌的脱氧胞嘧啶核苷酸脱氨酶的结构和功能的研究以及RNA干扰抑制蛋白p19识别双链RNA长度的分子机理研究。
脱氧胞嘧啶核苷酸脱氨酶(缩写为dCD)催化dCMP脱氨转换为dUMP，为胸腺嘧啶核苷酸合成酶提供底物，这对DNA合成很重要。这个酶是一个变构调控酶，其中dCTP为活化剂，而dTTP为抑制剂。酶学实验证明了从变形链球菌来的SMU.1849有着dCD的催化活性以及变构调控的特征。我们解析了从变形链球菌中来的dCD的结构以及它和dCTP、中间产物的类似物形成的复合物结构，分辨率分别为3.0(A)和1.66(A)。这个酶形成一个六聚体，各个亚基采取了3层的α/β/α三明治折叠方式。活化剂dCTP结合在两个单体的界面上，与蛋白质的分子比例为1∶1，它的结合导致了邻近亚基间的相互作用的改变。结构和序列比对显示来自于变形链球菌的dCD属于胞啶去氨酶(缩写为CDA)超家族，这个家族中的酶有着类似的催化机理。除了与Zn离子结合相关的两个保守的结构花样外，一个与dCTP结合相关的保守的结构花样(G43YNG46)也被鉴定出来。位于两个单体之间的N端Arg4紧紧地结合在dCTP的γ磷酸基上，伴随着底物结合位点处界面的相互作用的改变，这个来自Arg4的调控信号被从变构调控位点转移到活性位点。Arg26，His65，Tyr120和Arg121位置的改变帮助底物稳定在复合物上。根据酶和调控因子的复合物结构，我们提出了可能的调控机理。这部分的工作是在高能物理研究所北京同步辐射的大分子晶体学实验室完成。
RNA干扰是一种保守地响应双链RNA调控基因表达或抵御外来病毒入侵的防御机制。这种响应是由小的干扰RNA来介导的内源mRNA的降解，而这种介导是有序列特异性的。作为一种抵御机制，许多病毒编码的蛋白质具有抑制这种沉默的功能。从tombusvirus来的蛋白质p19就是这样的一个RNA沉默的遏制物，它特异地结合小的干扰RNA。先前的结构研究表明了p19如何结合双链RNA，第一次从分子水平上阐明了病毒如何利用p19蛋白质来阻遏RNA沉默的机制。在体外实验中发现p19可以很好地结合不同长度的双链RNA(18、19、20和21个碱基对)。然而，现有的结构模型无法解释p19如何识别不同长度的双链RNA。叶克穷博士未发表的实验结果表明在晶体中这四种复合物中RNA都是以19个碱基对的形式存在。为了解释这个现象，我们在RNA上引入了碘代的核苷酸去检测RNA是如何在p19上运动。在这篇论文的第三部分，我们通过对三种p19与RNA的复合物的晶体结构的分析提出了p19结合不同的RNA的机理。这部分工作是我在访问北京生命科学研究所叶克穷实验室的时候完成。