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铜是生物体必需的一种微量重金属元素,它参与了许多至关重要的生命活动进程,如氧化还原反应,电子转运等。过量的(亚)铜离子能够结合许多重要的细胞因子,导致后者失活,进而引起细胞死亡,因此铜动态平衡在生物体内受到极为严格而精确的调控。铜动态平衡的紊乱会引起多种重大疾病,如Menkes综合症、Wilson综合症等。研究表明cut基因家族与铜动态平衡的调控有关,它主要在铜的摄取、储存、运输和排出过程中发挥作用。CutC是该家族中的一员。以前的研究发现它在亚铜离子的转运和排出过程中发挥作用,但它具体的生物学功能和作用机制仍不清楚。为了进一步研究CutC的功能,我们首先验证了hCutC具有亚铜离子结合能力。它能够在体外与亚铜离子以1:1的比例结合,其解离常数为1.5.5±2.8μM。由于CutC的亚铜离子结合能力相对较弱,我们推断CutC可能是一种以亚铜离子为辅因子的酶,而不是铜的转运蛋白或伴侣蛋白。同时,我们还运用分子置换的方法寻找到相位信息,解析出最高分辨率为2.50(A)的人源CutC(hCutC)晶体结构。在晶体结构中,单体的hCutC呈现出典型的TIM barrel(β/α)8折叠,与已解析的sfCutC的晶体结构极为相似,这说明CutC从低等原核生物到高等真核生物都是保守的。hCutC在晶体结构和溶液状态中呈现出四聚体的聚集形式,不同于细菌中CutC的二聚体形式,这是人源CutC所独具的特征。通过不同物种的CutC结构和一级序列的比较,我们发现在TIM barrel C端内表面有两个严格保守的半胱氨酸残基C31和C52,它们的侧链暴露在溶剂分子中,并且周围围绕着一些保守的氨基酸残基。我们对这两个位点进行了突变研究,突变的hCutC对亚铜离子的结合能力显著下降,这预示着hCutC的亚铜离子结合位点极有可能是由这两个半胱氨酸残基以及周围的保守氨基酸残基组成。我们的研究对CutC进一步的功能研究提供了有用的信息。