生物化學

生物化學

封面介紹：鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumannii）是一種多重耐藥（multiresistance）細菌，它常常在呼吸機等管道表面形成生物膜，感染重癥監(jiān)護病房（ICUs）病人.核苷二磷酸激酶（nucleoside diphosphate kinase，NDK）是一種進化上非常保守的酶，它能催化核苷之間磷酸基團的轉(zhuǎn)移，維持各核苷在細胞內(nèi)的平衡.劉迎芳研究組解析了鮑曼不動桿菌二磷酸核苷激酶野生型及其C端氨基酸殘基Arg141-Thr142-Arg143（RTR）截短突變體的晶體結(jié)構(gòu).發(fā)現(xiàn)C端RTR殘基缺失對于該酶整體的結(jié)構(gòu)影響不大，但是卻極大地影響了酶的磷酸化活性.RTR截短體中殘基Lys33的側(cè)鏈伸向了與野生型完全不同的方向，和另一個分子的Val15產(chǎn)生了相互作用.另外，通過磷酸化活性實驗和圓二色譜實驗發(fā)現(xiàn)殘基Glu28在蛋白結(jié)構(gòu)和功能中起到關(guān)鍵作用.該研究中的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)將有助于針對鮑曼不動桿菌的藥物設(shè)計.

鮑曼不動桿菌核苷二磷酸激酶的結(jié)構(gòu)和功能研究

胡穎嵩，馮峰，劉迎芳，等

近年來，鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumannii）在醫(yī)院里越來越受到人們的關(guān)注，尤其是在重癥監(jiān)護病房（ICUs）.它以強大的多重耐藥性（multiresistance）而聞名.核苷二磷酸激酶（nucleoside diphosphate kinase，NDK）是一種進化上非常保守的酶，它能催化核苷之間磷酸基團的轉(zhuǎn)移.我們解析了鮑曼不動桿菌NDK野生型和C端氨基酸殘基Arg141-Thr142-Arg143（RTR）截短突變體的結(jié)構(gòu).通過和黃色黏菌（Myxococcus xanthus）NDK的三維結(jié)構(gòu)進行比較，推斷鮑曼不動桿菌NDK的催化機制和黃色黏菌類似.通過激酶活性實驗和圓二色譜實驗，發(fā)現(xiàn)鮑曼不動桿菌NDK E28A突變體二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致蛋白催化活性降低，說明Glu28是鮑曼不動桿菌NDK結(jié)構(gòu)中非常關(guān)鍵的氨基酸殘基.鮑曼不動桿菌NDK C端RTR截短突變體顯示出催化活性極大的降低，這可能與C端RTR殘基介導(dǎo)的二體間相互作用有關(guān).雖然RTR截短突變體中的Lys33伸向了和野生型中不同的方向，和Val15產(chǎn)生相互作用彌補了一部分因為RTR截短丟失的相互作用，維持了RTR截短突變體和野生型類似的結(jié)構(gòu).但是，Lys33產(chǎn)生的相互作用依然太弱，不足以維持蛋白在催化的動態(tài)過程中整體結(jié)構(gòu)的高效轉(zhuǎn)換.我們解析的鮑曼不動桿菌 NDK晶體高分辨率結(jié)構(gòu)將有助于科學家設(shè)計針對鮑曼不動桿菌的藥物.

鮑曼不動桿菌；核苷二磷酸激酶（NDK）；晶體結(jié)構(gòu)

來源出版物：生物化學與生物物理進展，2015，42（3）： 260-267聯(lián)系郵箱：劉迎芳，liuy@ibp.ac.cn

RanGTPase激活蛋白RanGAP在嗜熱四膜蟲細胞中的定位及功能

任曉琦，許靜，王偉，等

摘要：RanGTPase激活蛋白（RanGTPase-activating protein，RanGAP）和Ran相互作用，提高了Ran GTPase水解GTP的效率. RanGAP參與細胞內(nèi)核質(zhì)運輸、紡錘體組裝、核膜重建和異染色質(zhì)的組裝.生物進化過程中，不同生物的RanGAP表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)和功能的多樣性.本研究從嗜熱四膜蟲大核基因組中鑒定出 1個保守的 RanGTPase激活蛋白基因 RanGAP（TTHERM_00766430）.實時熒光定量PCR表明，RanGAP在四膜蟲營養(yǎng)生長、饑餓和有性生殖過程中均有表達，且在有性生殖4～6 h表達水平最高.免疫熒光定位表明，在營養(yǎng)生長期、饑餓期及有性生殖的早期，RanGAP定位于細胞質(zhì)中| 在有性生殖后期，RanGAP定位于凋亡的大核中.過表達RanGAP的細胞增殖速率下降，大核分裂和胞質(zhì)縊縮異常，產(chǎn)生無大核細胞.敲減RanGAP的細胞大核形態(tài)異常，細胞增殖速率下降，無絲分裂受到抑制，進而產(chǎn)生無大核細胞.RanGAP的過表達或敲除分別引起四膜蟲RAN1，RanBP1和RCC1基因的表達下調(diào)或上調(diào).結(jié)果表明，RanGAP通過Ran信號通路調(diào)控了嗜熱四膜蟲無性生殖過程中大核的無絲分裂，并可能參與了有性生殖過程中親本大核的凋亡.

關(guān)鍵詞：RanGTPase激活蛋白（RanGAP）；嗜熱四膜蟲；無絲分裂；凋亡

來源出版物：中國生物化學與分子生物學報，2015，31（3）： 264-273聯(lián)系郵箱：王偉，gene@sxu.edu.cn