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大部分的HNH核酸内切酶都能切割3-5bp的双链DNA片段,具有DNA切割活性。大部分的HNH核酸内切酶具有相似的结构,包括两条反向平行的β折叠片和一条α螺旋及一个金属离子结合中心。深海嗜热噬菌体GVE2(deep-seathermophilic bacteriophage Geobacillus virus E2)HNH 核酸内切酶在噬菌体的生命周期中作为一个很重要的组装机器,对噬菌体的繁殖及侵染有很重大的意义。本实验通过X射线晶体学的方法解析了高分辨率的GVE2 HNHE-Mn2+和GVE2 HNHE-Zn2+的三维结构。本实验通过结构和生化两方面深入的研究了深海嗜热噬菌体HNH核酸内切酶的作用机制。这是深海嗜热噬菌体内HNH核酸内切酶的首次研究报道。生物信息学分析表明GVE2 HNHE属于HNH核酸内切酶超家族的一员。本实验通过结构比较显示,除了含有额外的α-螺旋之外,GVE2 HNHE具有与来自其它噬菌体的HNH内切核酸酶类似的典型的ββα-金属折叠结构和Zn-指状基序,这表明在噬菌体中这些酶具有很高的保守性。生化实验研究表明,HNH结构域中的保守氨基酸H93,N109和H118的突变体H93A,N109A和H118A分别降低了90%、80%、60%的切割活性。通过圆二色谱实验分析,与野生型GVE2 HNHE相比突变体H93A的构象并未发生很大的变化,突变体N109A和H118A的整体构象发生了很大变化。除此之外,通过圆二色谱测定野生型GVE2 HNHE和突变体蛋白的热稳定性发现,突变体蛋白(H93A,N109A和H118A)的热稳定性与野生型相比下降了很多。Mn2+和Zn2+对GVE2 HNHE的切割活性的影响各不相同。然而高浓度的锰离子对突变体N109A和H118A对DNA的切割活性产生促进作用,锌离子会抑制二者的切割活性。通过与其它类型的HNH核酸内切酶的结构比较,发现GVE2 HNHE的构象与其它核酸酶的构象有很大不同,这也许是这种酶高温耐热的基本原因。本文通过结构生物学的实验方法解析了深海嗜热噬菌体GVE2 HNH核酸内切酶的两种高分辨率三维结构,并通过后续的生化实验研究验证了核酸内切酶的生理生化特性,为HNH核酸内切酶在深海嗜热噬菌体生命周期内的作用提供了证据和线索。