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甲硫氨酸(Methionine,Met)是必需氨基酸,为蛋白质甲基化和转硫化所必需,对于维持生物的生命活动具有重要的生化功能。但甲硫氨酸非常容易被细胞中产生的活性氧氧化形成甲硫氨酸亚砜(methionine sulfoxide,MetO),产生两种对映异构体,即Met-R-O和Met-S-O。蛋白质的关键部位的Met被氧化后会导致蛋白质的结构变化,活性受到影响。如果没有修复机制,可对机体产生致命性的伤害。而甲硫氨酸亚砜还原酶(methionine sulfoxide reduetase,Msr)是广泛存在于生物体中的一种修复酶类,其能够将游离或与蛋白结合的MetO还原为Met。Msr分为MsrA和MsrB两种主要的类型,MsrA还原Met-S-O,MsrB还原Met-R-O。本研究以谷氨酸棒杆菌为研究对象,探究谷氨酸棒杆菌中MsrB的生理功能及其机制并比较其与MsrA的异同点。具体研究结果如下: 1.通过序列比对分析,发现谷氨酸棒杆菌中基因ncgl1823编码的蛋白序列与结核分枝杆菌、大肠杆菌中的MsrB蛋白序列等具有高度的相似性,经过活性位点分析,确定该基因是谷氨酸棒杆菌中编码MsrB的基因。 2.通过比较对MetO的还原能力和酶动力学实验,发现MsrB具有还原MetO的能力,MsrA的还原能力大于MsrB的还原能力。 3.通过比较氧化胁迫下细菌存活率,发现MsrB在细菌的抗氧化胁迫过程中所起的作用是有限的,MsrA在其中扮演着主要角色。 4.通过异源二聚体检测分析和酶动力学实验,发现MsrB依赖于硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)电子途径提供的反应所需电子供体以进行MetO的还原及其自身的循环再生,MsrB不依赖分枝硫醇氧还蛋白(Mycoredoxin,Mrx1)还原电子途径。 5.SigH不仅能够正调控msrA的表达也能够正调控msrB的表达;msrB的表达不受氧化胁迫压力的诱导。