人源NESCA蛋白RUN结构域的晶体结构与功能研究大肠杆菌肉碱转运蛋白CaiT的晶体结构与功能研究
NESCA是一个信号适配器蛋白,由RUN结构域,WW结构域,亮氨酸拉链,碳末端的SH3结构域和许多高脯氨酸区组成.它在神经生长因子(NGF)信号通路和NF-kB信号通路中发挥功能.其中,RUN结构域对于NESCA蛋白在NGF诱导后的核迁移十分重要,并且与泛素化E3TRAF6、NF-kB调控蛋白IKKγ(NEMO)都有直接结合作用.我们利用单波长反常散射法(SAD)解析了人源NESCA蛋白RUN结构域的分辨率为2.0(A)的三维晶体结构.结构显示它与另外两种GTPase结合蛋白的RUN结构域有着高度的结构相似性,尽管它们的一级序列同源性很低.我们利用生化实验证明了NESCA蛋白RUN结构域与小GTPaseRas蛋白N端结构域有直接作用,这是第一次确定NESCA是GTPase结合蛋白.我们的结果对于揭示NESCA蛋白是如何参与NGF信号通路并影响下游MAPK活性的有着重要的意义.
大肠杆菌中的膜转运蛋白CaiT是一种代谢前体/产物反向转运蛋白,属于BCCT家族.它主要负责双向转运肉碱以及肉碱的代谢产物γ-丁酰甜菜碱,具有12次跨膜螺旋.我们课题组经过长期努力解析了膜转运蛋白CaiT与其底物L-肉碱复合物3.15埃分辨率的晶体结构.该结构显示,每个CaiT分子结合了4个L-肉碱分子.这4个肉碱分子在CaiT的中心部位沿跨膜方向依次分布,勾勒出一条底物的转运通道.通过对关键氨基酸残基进行突变体转运实验,研究结果提示位于CaiT中心位置的主要结合位点和位于胞内通道底部的次要结合位点在转运过程中起重要作用.在最近CaiT与底物γ-丁酰甜菜碱复合物的结构被发表后,我们将这两个结构进行了比较,二者的主要差异在于γ-丁酰甜菜碱不结合在第二个L-肉碱的结合位点.我们分析了二者结构的差异,并进行了ITC的实验,进一步证明L-肉碱的次要结合位点在转运过程中起重要作用.总之,我们的研究使得人们对于具有双向运输功能的膜转运蛋白底物结合与构象改变的机制有了更加深入的认识.
- 作者：
- 柏林
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 生物化学与分子生物学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 江涛
- 关键词：
- NESCA蛋白；RUN结构域；晶体结构；大肠杆菌；肉碱转运蛋白CaiT；神经生长因子；信号通路
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