微囊藻毒素合成酶McyG的N端结构域的结构研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn微囊藻毒素合成酶McyG的N端结构域的结构研究**崔宁，谭啸峰，江永亮，周丛照5（中国科学技术大学生命科学学院,合肥230026）摘要：【目的】微囊藻毒素具有肝毒性，长期饮用微囊藻毒素污染的水增加罹患肝癌等疾病的风险。McyG是微囊藻毒素合成起始反应的多功能酶，其N端包含腺苷化功能结构域（A）与肽基载体蛋白功能结构域（PCP）组成的双功能结构域。目前McyGA-PCP的催化机制尚不10明确，McyGA-PCP结构的解析将有助于功能的阐释。【方法】通过分子克隆的方法将McyGA-PCP构建至pET28a载体，通过大肠杆菌表达系统异源

2、表达了McyGA-PCP,然后通过镍亲和层析和分子筛纯化得到了均一的蛋白，最后通过晶体筛选和优化得到了晶体。【结果】通过X-ray衍射方法解析了McyGA-PCP结构。【结论】通过结构分析得到底物的催化中间态L-Phe-AMP的结合位点，分析了A和PCP的相互作用界面，推断出A-PCP反应循环机制，为15阐明微囊藻毒素合成的分子机制奠定了基础。关键词：微囊藻毒素；McyG；晶体结构；催化机制中图分类号：Q518.3StructureoftheN-terminaldidomainoftheMicrocystis20aeruginosamicrocystinsynthetaseMcyGCUINi

3、ng,TANXiao-Feng,JiangYong-Liang,ZHOUCong-Zhao(SchoolofLifeSciences,UniversityofScienceandTechnologyofChina,HeFei,230026)Abstract:Microcystinshavehepatotoxicity,whichmayresultinthedevelopmentoflivercancerandotherdiseases.McyGisamultifunctionalenzymefortheinitiationofmicrocystinsynthesis.The25N-termi

4、nusofMcyGconsistsoftheadenylationdomain(A)andthepeptidylcarrierproteinfunctionaldomain(PCP).Todate,thecatalyticmechanismofMcyGA-PCPremainsunclear.Here,wereportthecrystalstructureofMcyGA-PCPcomplexedwithcatalyticintermediateL-Phe-AMP.Furtherstructuralanalysesidentifiedtwodifferentinterfacesdisplayin

5、gvariedcommunicationbetweenthePCPdomainandtheAdomain.Weproposeacatalyticcycleforadenylationandpeptidetransferofthe30A-PCPdidomain.Keywords:Microcystins;McyG;crystalstructure;catalyticmechanism0引言35由于工业化进程加剧、环保意识不足，污水乱排导致大量的江河湖泊甚至部分海洋区域水体污染及富营养化，其中大量的磷、钾元素促使蓝细菌大量繁殖，形成水华。水华爆发导致其他好氧水生动植物死亡，同时蓝藻分泌的毒素导致

6、该片水域不能饮用。铜绿微囊藻是目前武汉东湖、安徽巢湖等地爆发的水华中主要的蓝细菌，也是微囊藻毒素合成的来源。饮用[1]水中含有微囊藻毒素是引起中国东南地区肝癌高发的一个重要因素。微囊藻毒素是一种极40作者简介：崔宁(1990-),女,生物化学与分子生物学通信联系人：周丛照(1968-),男,博导,生物化学与分子生物学.E-mail:zcz@ustc.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn为亲水的环七肽小分子，所以微囊藻毒素很难自由跨越真核细胞的细胞膜，但一些ATP依赖[2]的转运蛋白可以对其进行转运。肝表面有胆汁酸转运蛋白可以特异性的转运微囊藻毒素，

7、这也是微囊藻毒素特异性富集于肝细胞的原因，微囊藻毒素可以特异性的共价结合1型和[3]452A型蛋白去磷酸化酶即PP1A和PP2A。通过比对能合成及不能合成微囊藻毒素的蓝藻的基因序列，Meissner等人首次发现了一个编码非核糖体肽合成酶的基因簇，确定该基因簇[4]编码微囊藻毒素合成蛋白。2000年，ElkeDittmann小组对该基因簇序列进行了测序，并对该基因簇序列进行了分析，其中有10个蛋白参与了微囊藻毒