汞转运蛋白的表达纯化、鉴定与结晶

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1、汞转运蛋白的表达纯化、鉴定与结晶Expression,Purification,IdentificationandCrystallizationofMercuricIonTransporter学科专业：生物学作者姓名：王月指导教师：曾毅教授严汉池研究员天津大学生命科学学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性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的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

2、表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要汞转运蛋白MerC广泛存在于革兰氏阴性菌的细胞膜上，它能够转运环境中的汞离子及汞的化合物进入胞内从而将二价汞离子还原为单质汞并排出胞外。长期生存于含汞环境中的微生物进化产生

3、了多种抗汞机制，MerC属于其中最有效的一种抗汞机制-Meroperon中的关键成员。作为一类重要的汞转运蛋白，对比其它汞转运蛋白的结构特征、功能特性和相互作用方式，MerC蛋白表现出一种非常新颖的四次跨膜的折叠模式和依赖于自身即可完成汞跨膜转运的功能特性。此外MerC蛋白能够极大地提高植物细胞的汞吸收效率，是生物修复系统设计中必不可少且最为关键的一环，有望在汞污染环境的生物治理中发挥至关重要的作用。因此针对MerC蛋白的结构生物学研究不仅能够解析一种全新的膜蛋白三维结构、阐明MerC蛋白介导底物选择性结合及转运的分子机制，同时也为其应用于环境中汞污染的治理工作提供方法依据。本研究利用生物化

4、学方法获得大量重组表达的MerC蛋白并成功结晶，通过去垢剂置换和结晶条件梯度筛选的方法进行MerC蛋白的晶体优化，并利用分析超离心技术确定了MerC蛋白在溶液中的二聚体状态。该结果对汞转运蛋白结构生物学方面的研究具有非常积极的推动作用，为其应用于汞污染环境的治理和修复的生物反应器建设提供了更加坚实的理论基础。关键词：膜蛋白结晶，汞转运蛋白，去垢剂置换I万方数据II万方数据ABSTRACTMerC,themercuriciontransporteronthecellmembraneofgram-negativebacteria,ittransportsthemercuricionsandmer

5、curycompoundsintocellsandreducetheHg(Ⅱ)toHg(0).MerCisakeymemberofMeroperon,oneofthemosteffectiveanti-mercurymechanismsthathavebeendevelopedbytheevolutionofmicroorganismsthatsurvivedintheenvironmentfullofmercuryforalongtime.Asanimportanttypeofmercuriciontransporter,comparedwiththestructuralcharacter

6、isticsandfunctionsofothermercurytransporters,MerCpresentsanovelfoldingpatternoffourtransmembranesandfunctionfeatureswhichrelyonitselftocompletetransportingofmercury.Moreover,MerCproteincangreatlyimprovethemercuryabsorptionefficiencyofplantcells,whichisessentialinthedesignofbioremediationsystem.SoMe

7、rCisexpectedtoplayanimportantroleinthebioremediationofenvironmentpollutedbymercury.SothestructuralbiologystudyoftheMerCcannotonlyresolveakindofbrand-newthree-dimensionalstructureofmembraneprotein,explainthe