金黄色葡萄球菌是一种重要的人类致病菌,可导致包括人类上皮感染在内的一系列疾病。金葡菌在对宿主细胞进行致病感染时会利用宿主细胞中的磷酸己糖分子为自身提供碳源和能量。在金葡菌中,存在着摄取磷酸己糖的HPT调控系统,该系统由三个蛋白组份构成,分别是HptA,HptS和HptR,因此也被称为HptRSA三组份调控系统。HptA是胞外的信号感应蛋白,负责识别和结合磷酸己糖分子。HptS是跨膜结合的组氨酸激酶,它和胞内的效应蛋白HptR组成双组份信号调控系统。HptA在感应信号分子之后,通过与HptS的胞外区段作用导致HptS激酶的激活,进而激活下游的效应蛋白HptR。被激活的HptR结合至磷酸己糖转运蛋白UhpT的启动子区从而促进UhpT的表达,最终完成将磷酸己糖从胞外向胞内转运的目的。当金葡菌处在侵染宿主等营养受限条件下时,HPT系统的正常运转对其生长繁殖至关重要。但是,截至目前为止,HPT系统中各蛋白之间的相互作用关系以及信号传递的分子机制尚不清楚。HptA蛋白是HPT系统中最上游的信号感应蛋白,阐明其识别磷酸己糖信号分子并激活HptS的结构基础及分子机制对深入理解整个HPT系统的结构和功能关系有着重要意义。在本研究中,我们解析了金葡菌中信号感应蛋白HptA结合两种磷酸己糖分子的复合物HptA-G6P（6-磷酸葡萄糖）和HptA-BGP（6-磷酸半乳糖）以及HptA非底物结合状态HptA-apo的晶体结构。这是革兰氏阳性菌中第一个结合磷酸己糖的底物结合蛋白（SBP）三维结构。HptA蛋白的整体结构和其他已经报道的底物结合蛋白（SBP）的结构具有相似性,都是由N端结构域和C端结构域以及连接N和C端结构域的中间连接区域构成。整体上,HptA以相同的模式结合G6P和BGP分子:在底物结合口袋中,Tyr37、Gly86、Thr167、Tyr216、Asn242和Asp244参与磷酸己糖糖环部分的结合;Pro36、Ser63、Thr64、Thr166、Thr167和Thr198参与磷酸基团部分的结合。我们通过ITC结合实验验证了上述氨基酸对于底物结合的重要性。通过结构比较,我们发现HptA蛋白在结合底物分子后其构象从开放状态转变为闭合状态。另外,我们使用表面等离子体共振（SPR）方法检测了 HptA和HptS胞外区段（HptSP）的相互作用关系,发现不管G6P或者BGP分子是否存在,HptA都能结合HptSp。尽管G6P或者BGP分子的结合没有明显改变HptA与HptSp之间的亲和力,但影响了它们之间的解离速率。综合以上结构分析和生化实验的结果,我们推测,当外界环境中不存在磷酸己糖分子时,HptA与HptS结合,此时HptS处在激酶抑制的状态;当外界环境有G6P或者BGP分子时,胞外信号感应蛋白HptA与之结合且整体构象转变为闭合状态,该构象变化进一步影响了 HptA和HptS之间的相互作用关系,激活HptS的激酶活性并将信号传递向下游。tRNA中第58位腺嘌呤的一位氮N1的甲基化修饰是一种非常重要的转录后修饰,对于维持起始甲硫氨酸tRNAi的稳定是必不可少的。在真核生物中,该甲基化修饰由tRNA甲基转移酶复合物TRM6-TRM61来完成,但该复合物发挥甲基转移酶活性的机理至今尚不清楚。为了阐明TRM6和TRM61协同催化tRNA甲基转移过程的分子机制,我们采用结构生物学方法解析了酿酒酵母中TRM6-TRM61以及TRM6-TRM61-SAM两种复合物三维结构,发现TRM6和TRM61以异四聚体组装模式发挥功能,并且根据我们的结构及生化实验证据提出了真核生物TRM6-TRM61复合物识别tRNA的分子机制。