【摘 要】
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嗜肺军团菌在入侵宿主细胞后,能够通过分泌一系列效应蛋白,借助泛素化修饰作用,延缓宿主细胞凋亡,加快自身繁殖并维持其感染。泛素是一种小分子量蛋白质,能够参与细胞凋亡等多种重要生理活动。它能通过与目的蛋白共价连接,使其携带泛素标签,完成对靶蛋白的泛素化。传统的泛素化过程是一个经典的三酶级联反应,而嗜肺军团菌的效应蛋白MavC则能够以非常规的方式催化底物UBE2N的泛素化,仅需两步即可完成泛素化过程。同
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嗜肺军团菌在入侵宿主细胞后,能够通过分泌一系列效应蛋白,借助泛素化修饰作用,延缓宿主细胞凋亡,加快自身繁殖并维持其感染。泛素是一种小分子量蛋白质,能够参与细胞凋亡等多种重要生理活动。它能通过与目的蛋白共价连接,使其携带泛素标签,完成对靶蛋白的泛素化。传统的泛素化过程是一个经典的三酶级联反应,而嗜肺军团菌的效应蛋白MavC则能够以非常规的方式催化底物UBE2N的泛素化,仅需两步即可完成泛素化过程。同时,嗜肺军团菌的另一种效应蛋白MvcA,则可以对由MavC催化产生的新型泛素化产物进行去泛素化过程。这两种效应蛋白在氨基酸序列上有约50%的同源度,但功能上却几乎截然相反。此外,嗜肺军团菌中的另一种效应蛋白Lpg2149,则能够同时抑制MavC的泛素化以及MvcA的去泛素化活性,从而对二者活性进行调控。但上述过程的分子机理尚未研究清楚。本论文解析了MvcA与其底物,即MavC催化生成的UBE2N-Ub蛋白的复合物结构,以及MvcA与其抑制剂Lpg2149的复合物结构,分析了MvcA去泛素化的分子机理以及Lpg2149对MvcA活性的抑制机理。经过对MavC与MvcA两种效应蛋白的自身结构及其相关复合物结构的比对,结合多种蛋白质互作检测手段分析,本论文提出了MavC与MvcA这两个序列上高度相似的蛋白质所展现出的几乎截然相反的活性的分子机制。同时,本论文还设计了一系列MavC与MvcA在活性位点附近的氨基酸残基互换的突变体,并通过改变个别残基,获得了活性逆转的MavC突变体蛋白。本论文的工作对于我们理解蛋白质的功能进化以及蛋白质结构和功能的关系有着深刻的启发意义,同时,针对MavC和MvcA的结构生物学研究也为未来设计二者的抑制剂以及治疗军团菌肺炎的相关药物奠定了结构基础。
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