酿酒酵母蛋白prp20p以与人源锌指蛋白desr1的结构的研究功能的研究

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor，SdegreeAuthor’sName：’FangmingWuspeciality：Biochemist叮andMolecularBiologySupervisor：Prof．YunyuShiProf．JihuiWhFinishedtime：Nov16lh，2010一de呵～⋯CR～‘L¨y、>

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6、a∞．坛～rnU^，～U2．佻．C咋引萎中国科学技术大学学位

7、论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：二吼矽fp年}y月吕日“銎％霄摘要在此论文中我们分别用X射线晶体

8、学(X．raycrystallography)和核磁共振波谱学(NMRspectroscopy)的方法解析了酿酒酵母蛋白Prp20p的13-propeller结构域(13-propellerdomain)以及人源锌指蛋白DESRl的三维结构。本论文将分三个章节来阐述。第一章先介绍一下Prp20p所参与的核质输运这一重要的细胞生理过程的背景综述。在真核细胞中，核质的不同物质组成是由具有选择性和方向性的大分子的跨膜运输所维持的。核蛋白经由一类称为输入蛋白(importins)的核转运蛋自(karyopherins)运送至核内，而大半部分的RNA则通过输出蛋白(exportins

9、)转运出核。这种运输的方向性是由RanGTP的梯度(核内是高浓度的RanGTP，而细胞溶质中则是低浓度的RanGTP)决定的。在胞质中缺乏RanGTP的情况下结合货物蛋白，然后在核质中随着RanGTP的结合而将货物蛋白释放。相反在核内，输出蛋白与RanGTP以及货物蛋白形成复合物，运送到胞质中之后随着GTP水解成GDP而解离。GTP的水解需要存在于细胞质中的RanGAP(RanGTPase—activating12rotein)。反过来，GTP到GDP的交换是由鸟苷交换因子(GEF，在哺乳动物中是RCCl，在酿酒酵母中是Prp20p)所催化，它存在于核内并与染色质相结合。第

10、二章则将着重介绍Prp20p这一蛋白质的基本信息，然后是我们所用的实验方法以及随后所得到的实验结果。Vrp20p是RCCl(RegulatorofChromosomeCondensation1)在酿酒酵母中的同源蛋白，它是小GTP酶Gsplp(Ran在酿酒酵母中的同源蛋白)的鸟苷交换因子(guaninenucleotideexchangefactor，GEF)。Prp20p主要由类RCCl结构域(RCCl．1ikedomain，RLD)和N端的核定位信号序列(nuclearlocalizationsignal)所组成。Prp20p的类RCCl结构域为典型的七叶螺旋桨结构(s

11、evenblades13-propeller)。在这个结构中，我们发现一个额外的p-wedge，而且随后我们也证明了这个区域参与了Prp20p和Gsplp的相互作用。然后我们构建了Prp20p．Gsplp的复合物模型，并用分子动力学模拟(moleculardynamicssimulations)进行了优化。此外，我们还研究了Prp20p在体外条件下的组蛋白结合特性，意外地发现其更倾向于结合H3／H4，这与RCCl的组蛋白结合特性有显著的区别。第三章则介绍人源锌指蛋白DESRl的溶液结构研究。人源DESRl属于一个高度保守的CSL锌指蛋白家族(Pfam：PF05207)。DE

12、SR参与了翻译延伸因子2(translationelongationfactor2，eEF．2)的翻译后修饰的第一步过程，使第715T摘要位的组蛋白(H715，在酵母中是H699)生成白喉酰胺(diphthamide)，这是ADP核糖基化(ribosylation)的靶位点。另外有实验证实了DESRl在鼠中对于胚胎和胎盘发育的重要性。我们用三维核磁共振波谱的方法解析了这个小蛋白的溶液结构。随后拿它跟其在鼠和酵母中的同源蛋白(mDESRl和KTlll)进行了结构比较，显示出结构的保守性以及些许的微小差异。最后讨论了这