DNA是生物体内主要的遗传物质,储存和编码了生物体生命活动的几乎全部信息。DNA的复制、重组、转录和修复等基本生物学过程,都需要大量的、多种多样的DNA结合蛋白参与完成。因此,DNA结合蛋白的功能是否正常对于生物体至关重要。研究DNA结合蛋白的功能,并从结构角度阐释其功能的分子机制,一直是重要和热门的研究领域。本文选取人源蛋白INSM1和肺炎链球菌蛋白SP₀782,从结构和功能的角度,利用核磁共振波谱技术以及其它生物物理和生物化学方法,开展了深入探究。人源胰岛瘤相关蛋白INSM1是一种转录抑制因子,对于神经内分泌系统的发育起到了关键的调控作用,其功能异常会引发多种神经内分泌系统疾病,例如胰腺癌、神经母细胞瘤等等。人源INSM1由510个氨基酸构成,羧基端部分包含5个串联的C2H2型锌指结构域（ZF1-ZF5）,在转录调控中负责结合基因启动子中的顺式调控元件,即一种含有5’-TG/TC/TC/TT/AGGGGG/TCG/A-3’序列的双链DNA。不过,INSM1蛋白中锌指结构域与DNA相互作用的机制还不清楚。本研究通过大肠杆菌表达系统成功制备了包括ZF1-2（含前两个锌指）、ZF3（含第三个锌指）和ZF1-5（含全部5个锌指）在内的三种INSM1截短蛋白。静态光散射等实验表明,三种截短蛋白在溶液中都以单体形式存在。由于ZF1-2与ZF3蛋白的稳定性高以及核磁共振信号良好,而ZF1-5蛋白不稳定、易降解,本研究选择利用液体核磁共振技术对ZF1-2和ZF3两种截短蛋白的三维结构进行了研究。通过三共振实验,对ZF1-2和ZF3的化学位移谱峰进行了归属,整体归属完成率分别为92.4%和95.6%。根据化学位移归属信息,利用CS-Rosetta软件计算初步得到了 ZF1-2和ZF3的结构模型。该结构模型表明,就单个锌指单元而言,ZF2和ZF3呈典型的C2H2型锌指结构,每个锌指都含有一个α螺旋和两个反平行的β折叠。尽管ZF1结构模型也由一个α螺旋与两个反平行的β折叠组成,不过其结构模型收敛性差。后续研究还需增添NOE等距离约束信息以及利用传统核磁结构计算方法对ZF1-2和ZF3的三维结构进行解析。尽管ZF1-5蛋白稳定性差,不适合核磁结构研究,不过可以利用生物化学方法对其功能进行初步研究。因此,本研究利用EMSA等方法探究了 ZF1-5与序列特异性DNA的相互作用,结果表明ZF1-5能与序列特异性双链DNA相互作用,但结合力较弱。尽管INSM1锌指结构域在本研究所采用的溶液条件下与序列特异性双链DNA的结合能力较弱,但在细胞内乃至人体内可能有其它因素可以增强这种相互作用,不过这一点还需要后续研究予以探明。肺炎链球菌蛋白SP₀782属于PC4类单链DNA（ssDNA）结合蛋白家族,在细菌转录调控、DNA修复和对外界DNA的摄取等方面发挥作用。SP₀782蛋白呈同源二聚体结构,每个亚基可以分别结合一条短链ssDNA（如dT6）,也可以协作结合同一条长链ssDNA（如dT12或dT19G1）。单个亚基结合ssDNA的界面可以分为两个区域,即DNA结合区域1和2（DBR1和DBR2）。两个DBRs在结合不同长度ssDNA时的作用有所不同。另一方面,两个或两个以上的SP₀782二聚体可以与一个dT19G1分子组装形成高阶复合物。本研究发现了一个新的氨基酸位点,即leucine20（L20）,对于SP₀782与ssDNA互作起到重要作用。虽然L20并不位于DBRs中,但当其突变为丙氨酸时,突变体蛋白（即L20A）与dT19G1的亲和力显著下降,SP₀782:dT19G1高阶复合物的形成也受到了影响。进一步的研究发现,L20残基侧链在apo SP₀782结构中与DBRs区域背面的几个氨基酸残基的侧链相互作用,L20A突变导致圆二色谱（CD）线形和核磁谱图中化学位移发生显著变化。核磁谱图中受影响最为显著的残基包括DBR2中的F39和R49,以及DBR1中的K60。因此可得出结论,L20A突变引起了 SP₀782的局部构象改变,间接影响了 DNA结合界面的构象,从而削弱了SP₀782对ssDNA的亲和力。本文对于人源蛋白INSM1和肺炎链球菌蛋白SP₀782的研究,加深了对于两种蛋白功能运作机制的认识。对于INSM1蛋白样品制备的探索和核磁共振化学位移的归属,为后续深入研究INSM1与DNA以及其它生物大分子的互作机制打下了基础。对于SP₀782蛋白L20位点的研究深入揭示了 SP₀782蛋白局部构象变化对整体蛋白功能的影响,并提示了一个新的氨基酸位点可能被用于针对性的设计靶向药物以抑制细菌生长。