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极端嗜热菌T.thermophilus是从温泉中发现的一类耐高温的真细菌,蛋白酶TTHA1264和TTHA1265是极端嗜热菌T.thermophilus HB8中两个相连的基因编码的金属蛋白水解酶,属于M16金属蛋白酶家族M16B亚家族,分别为有活性的β亚基和无活性的α亚基。以前的研究表明,M16B金属蛋白酶亚家族都是以异源二聚体的形式存在的,因此我们推测蛋白酶TTHA1264和TTHA1265在体内是以异源二聚体的形式发挥其功能的。
蛋白酶TTHA1264的晶体结构已有报导,它是以同源二聚体的形式存在的,并且具有Zn2+的结合位点,但没有Zn2+结合在活性中心。
本实验以极端嗜热菌T.thermophilus HB8基因组DNA为模板,PCR扩增出TTHA1264和TTHA1265共表达基因,克隆至表达载体后,在大肠杆菌中进行了异源表达,并对表达产物进行了纯化,结果只纯化得到了TTHA1265蛋白。因此我们还通过重叠PCR的方法在两个基因之间引入大肠杆菌偏好的核糖体结合位点之后,将它们在大肠杆菌中进行了异源共表达及纯化,结果还是只纯化得到了TTHA1265蛋白。由于共表达未能得到TTHA1264,TTHA1265复合体蛋白,因此我们将TTHA1264和TTHA1265分别在大肠杆菌中进行了异源表达及纯化,最终得到了目的蛋白TTHA1264和TTHA1265。对其特性的研究表明蛋白酶TTHA1264和TTHA1265能够切割结核分枝杆菌中的SigH蛋白。
蛋白酶TTHA1264和TTHA1265在体外形成复合体的实验结果表明,蛋白酶TTHA1264和TTHA1265在体外能够形成复合体。运用传统的气象扩散法获得了蛋白酶TTHA1264和TTHA1265复合体的晶体以及TTHA1265蛋白的晶体,并分别收集到2.6(A)和2.0(A)的衍射数据。但是由于TTHA1265与同源蛋白的同源性较低,无法用已有的同源蛋白结构解析其三维结构。由于没有TTHA1265的晶体结构,尽管TTHA1264的结构已知,复合体蛋白的结构也无法通过分子置换获得解析。因此,为了解析TTHA1264,TTHA1265的复合体结构,我们首先制备了TTHA1265硒代甲硫氨酸衍生蛋白晶体,并收集了衍射数据,运用Se-SAD的方法解析了TTHA1265的晶体结构,TTHA1265也是以同源二聚体的形式存在的。在解析了TTHA1265的晶体结构后,运用已知结构的TTHA1264和TTHA1265为模板,采用分子置换方法,成功地解析了蛋白酶TTHA1264和TTHA1265复合体的晶体结构。从晶体结构可以看出,不同于单独结晶的TTHA1264和TTHA1265,复合体蛋白形成一种椭球形的紧密结合的异源二聚体。每个TTHA1264的催化中心含有一个锌离子。