痢疾杆菌是细菌性痢疾的病原菌,它能够利用自身毒性质粒编码的三型分泌系统向宿主细胞内分泌效应蛋白。效应蛋白以宿主细胞内的关键信号分子为靶标,调节细胞内的信号通路,以利于痢疾杆菌在宿主细胞内增殖转移。蛋白质泛素化途径是细胞内极其重要的一个翻译后修饰途径,因此也常常被效应蛋白作为攻击目标。本文以痢疾杆菌效应蛋白OspI和IpaH3为研究对象,利用结构生物学的方法,解析效应蛋白调节宿主泛素化过程的分子机制。已有研究发现痢疾杆菌效应蛋白OspI能够使Ubc13的Gln100脱酰胺化,导致Ubc13失活,破坏了宿主细胞内的NF-kB信号通路。IpaH3作为一个泛素连接酶,能够特异地结合共价连接有泛素的UbcH5c,在下游底物上连接形成K48的泛素链。但是,OspI-Ubcl3与IpaH-UbcH5c间相互作用的分子机制仍是一个未解之谜。本文通过原核表达系统高效表达了OspI及其宿主靶分子泛素结合酶Ubc13,并通过纯化获得二者的高纯度重组蛋白,二者经孵育后形成稳定的效应蛋白-宿主靶分子复合物。通过复合物结晶实验,我们获得了衍射分辨率为2.3埃的复合物晶体。通过结构分析,我们发现OspI通过两个不同的表面电荷区与Ubc13的α1-螺旋、L1loop和L2loop相互作用,也进一步揭示了OspI的脱酰胺酶催化机制。另外,我们通过原核表达系统,高效表达和纯化获得了IpaH3的重组蛋白,并且成功地在体外合成了Ub共价连接的泛素结合酶UbcH5c (UbcH5c-Ub)。然后,我们利用分子筛证明了IpaH3与UbcH5c-Ub之间的相互作用。在经孵育后筛选,我们获得了许多的结晶条件,从众多条件中成功筛选到IpaH3-UbcH5c-Ub复合物晶体。接下来我们需要进一步解析IpaH3-UbcH5c-Ub复合物晶体结构,进而阐明二者之间的相互作用。