腾冲嗜酸热两面菌伴侣素ATcpnβ底物结合特性研究

嗜酸嗜热古菌腾冲嗜酸热两面菌(Acidianus tengchongensis)来源的Ⅱ型伴侣素ATcpnβ已获得晶体结构解析,其顶端结构域突触下端相应于Ⅰ型伴侣素GroEL的重要底物结合位点处的氨基酸多为极性氨基酸,将其突变为疏水性氨基酸时,突变体对变性底物的捕获能力显著增强.表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对于化学变性底物的再折叠中间体的其捕获作用不依赖于Mg2+/ATP.前期对该伴侣素冷冻电镜观察和结构解析表明,ATP的存在并不能驱动ATcpnβ从开放构型向闭合构型转变,但是表面等离子共振研究表明,ATcpnβ对热变性过程中已经聚集的底物的捕获作用依赖于Mg2+/ATP,说明Mg2+/ATP可以介导ATcpnβ顶端结构域一定的构象变化,引起顶端结构域疏水残基的进一步暴露,从而能够与大分子聚集体紧密结合.两个方面的研究均表明,伴侣素蛋白与变性底物的结合仍然以疏水相互作用为主,并且伴侣素蛋白与变性底物的结合受Mg2+/ATP的结合调控,与伴侣素蛋白疏水面的暴露程度相关.

腾冲嗜酸两性菌硫氧化还原酶分子结构中铁原子结合位点的新特征

前期研究表明,铁原子对于嗜酸两性菌中硫氧化还原酶(SOR)的活性至关重要.本研究表明,2,2′-联吡啶、1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠、8-羟基喹啉等特异性铁离子螯合剂强烈抑制腾冲嗜酸两性菌SOR酶活性,进一步表明铁原子是SOR酶活必需.对目前基因组数据库中的SOR基因或者SOR类似基因进行序列比对,发现了一个潜在的铁原子结合模体(H86-X3-H90-Xn-E114-Xn-E129).据此,本研究采用定点突变技术,将氨基酸残基H86,H90和E129分别突变为苯丙氨酸或者丙氨酸,圆二色光谱测定发现突变体(H86F,H90F和E129A)的二级结构没有明显改变,但是这3个突变体全部丧失了酶活性.突变体蛋白中铁原子含量测定结果表明,3个突变体全部或者部分丢失了铁原子,而之前研究中获得的3个半胱氨酸突变体(完全丧失了酶活)铁原子含量没有变化.根据本研究并结合前期实验结果可知,SOR分子中模体C31-Xn-C101-X2-C104是底物硫分子活化区域;而模体H86-X3-H90-X23-E114-X14-(E/D)129是SOR分子中铁原子的结合区域,与铁原子结合形成一个非卟啉铁中心,是SOR的氧化还原中心;这两个区域均是SOR酶活性的必需部分.