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鞭毛是一种中空的螺旋长管道结构，由数以万计的鞭毛蛋白(FliC)组成，并通过钩状体锚定在细胞膜上，连接膜内的基础小体和胞外的丝状体。基础小体是鞭毛的分子马达，质子动力推动丝状体这一螺旋形的推进器，引发细菌的运动。在鞭毛丝状体形成的过程中，细菌鞭毛成帽蛋白FliD（也被称为HAP2）寡聚体形成帽子一样的结构，附着在丝状体的尖端，调控着鞭毛蛋白的聚合，控制着鞭毛的延伸。若缺失了FliD，丝状体就不会形成，细菌的运动功能受损。此外，FliD还参与到病原菌的粘附作用。因此，FliD对细菌运动和致病性有着很重要的作用。本论文解析了铜绿假单胞菌PAO1FliD(PaFliD)的1.81(A)晶体结构。PaFliD呈现了独特的六聚体形式，这种寡聚体形式在生理条件下也是存在的，并且发挥着功能。我们分析了PaFliD分子间的相互作用模式，鉴定出了界面上的关键性疏水残基。PaFliD的结构显示头部区域主要是由β片层形成的Core1和Core2结构域，表现出和FlgK以及FliC的D2结构域上的相似性，推测FliD的腿部区域也和FliC的末端螺旋束结构相似，并已被新解析的ecFliD结构证实。虽然我们的结构上看不到FliD的腿部区域，但腿部区域因为灵活多变，参与到与各种蛋白的相互作用中，并促使FliD的寡聚化。FliD寡聚体具有菌种特异性，目前已经发现的就从四聚体到六聚体。推测其寡聚状态的不同是由菌种的丝状体原丝数量决定的。目前铜绿假单胞菌中FliD调控FliC聚合的机制仍旧不清楚，但我们的工作从原子水平上提供了FliD的结构基础，加深了对FliD的生理功能的了解，为靶向性设计阻断FliD寡聚体形成的抗菌药物创造了可能。 泛素化是一种广泛存在于所有真核生物细胞中的高度保守的重要蛋白质翻译后修饰，决定着被修饰蛋白质的命运。泛素化修饰的过程涉及到泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3。Hace1是一个带有HECT结构域以及Ankyrin Repeat结构域的E3泛素连接酶。它的一个重要底物蛋白是Rac1。在本论文中，我们成功地建立了Hace1体外泛素化Rac1的系统。实验结果显示，Hace1催化Rac1的K147位点的泛素化，产生Lys-48连接的多聚泛素链。并且Hace1还对Rac1的K116，K123，K133，K166这四个位点单泛素化。Hace1介导Rac1靶向泛素-蛋白酶体系统(UPS)，导致Rac1被降解。我们还发现Hace1的Ankyrin Repeat结构域能够与底物蛋白结合，在Rac1被泛素化的过程中起着重要的作用。此外，我们也尝试了Rac1-Hace1-UbcH7-Ub多元复合物的结晶学研究，但只得到鼠源Hace1的HECT结构域的晶体，目前还在晶体优化阶段。我们的工作加深了对HECT家族E3泛素连接酶的认识，为进一步了解泛素化过程提供了基础。