浅论结构肺炎链球菌SP0498Big、酵母SWI1ARID和人SUV39H1Chromo结构域结构与功能

论文导读：
摘要：本论文主要探讨了肺炎链球菌表面蛋白SP0498Big结构域、酿酒酵母SWI1ARID结构域和人SUV39H1chromo结构域的结构和分子作用机制。1.肺炎链球菌是人类急性呼吸道感染等严重疾病的致病菌。我们通过NMR的策略剖析了肺炎链球菌表面蛋白SP0498中Big (bacterial immuno-globupn-pke)结构域的溶液结构。SP0498Big结构域由8条p-链构成,呈桶状结构,与经典的免疫球蛋白结构域三明治状结构显著不同。有意思的是我们发现了SPO498Big结构域是一个Ca2+结合结构域,而且其结构与已知钙离子结合结构域不同,所以它的发现揭示了一种新的钙离子结合模块。此外,我们还鉴定出该结构域中可能参与钙离子结合的关键残基。我们首次以结构方面报道了Big结构域和钙离子的相互作用,这说明Big结构域可能在许多重要量、钙离子依赖的细胞历程,如细菌的致病历程中都具有重要作用。2.SWI1是酿酒酵母中染色体重塑SWI/SNF的一个亚基。SWIl具有一个ARID (AT-rich interaction domain)结构域,该结构域具有潜在的DNA结合活性。我们通过NMR的策略剖析了酿酒酵母中SWI1ARID结构域的溶液结构。该结构域由七个α螺旋组成,其中六个螺旋在ARID家族中保守。此外化学位移扰动实验表面了SWI1ARID结构域具有DNA结合活性。酿酒酵母SWI1ARID结构域与人SWI1ARID结构域类似,可以非特异地结合DNA。对SWI1ARID结构域溶液结构的剖析和其非特异性结合DNA性质的探讨,使我们更深入地了解了ARID结构域家族的结构及其DNA结合特性,也为进一步解释酵母染色体重塑复合物SWI/SNF在基因转录调控方面的功能提供了帮助。3SUV39H1是在人类中发现的第一个组蛋白赖氨酸转移酶,它参与染色质的修饰和基因转录历程。SUV39H1在N端有一个chromodomain,该结构域参与化赖氨酸的识别和SUV39H1在染色体上的定位。我们剖析了人类SUV39H1chromodomain的晶体结构。SUV39H1chromodomain的结构与其它chromodomain相比,总体上是保守的。但不同的是,SUV39H1chromodomain在C端有一段较长的螺旋。此外,通过表面等离子共振实验我们发现该结构域可以特异性地识别H3K9me3。 SUV39H1chromodomain结构的剖析,尤其是关于其对H3K9me3特异性识别的探讨将有助于我们进一步了解SUV39H1蛋白在组蛋白的修饰、基因的沉默等重要生物学历程中的作用。关键词：NMR论文肺炎链球菌论文Big结构域论文Ca~(2+)结合论文ARID结构域论文DNA结合论文chromodomain论文H3K9me3论文
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ABSTRACT6-8
目录8-11
第1章 肺炎链球菌表面蛋白SP0498 Big结构域的结构及其与钙离子结合相关机理的探讨11-45

1.1 背景介绍11-27

1.1 肺炎链球菌表面蛋白11-16

1.2 免疫球蛋白超家族16-23

1.3 钙在细菌中的重要功能23-26

1.4 肺炎链球菌表面蛋白SP049826-27

1.2 实验策略27-30

1.2.1 SP0498 Big的克隆、表达与纯化27-28

1.2.2 SP0498 Big的溶液结构计算28

1.2.3 圆二色光谱(circular dichroi spectroscopy CD)28-29
1.2.4 等温滴定微量热(isothermal titration calorimetry ITC)29

1.2.5 化学位移扰动实验29-30

1.2.6 定点突变实验30

1.3 实验结果与讨论30-45

1.3.1 SP0498 Big与其它免疫球蛋白结构域的序列比对30-31

1.3.2 SP0498 Big的溶液结构31-34

1.3.3 SP0498 Big与其它经典的免疫球蛋白结构域的结构比较34-35

1.3.4 SP0498论文导读：omodomain的克隆、表达与纯化813.2.2SUV39H1chromodomain晶体结构数据的收集与结构的计算、优化813.2.3表面等离子共振实验(SPR)81-823.2.4化学位移扰动实验823.3实验结果与讨论82-893.3.1SUV39H1chromodomain与其它chromodomain的序列比对823.3.2SUV39H1chromodomain的结构82-843.3.3SUV39H1chromodomain与其它c
Big是一个新的钙离子结合结构域35-37

1.3.5 SP0498 Big钙离子结合位点的探讨37-41

1.3.6 总结41-45

第2章 酿酒酵母中SWI1 ARID结构域的结构及其与DNA相互作用的探讨45-69

2.1 背景介绍45-53

2.

1.1 染色质修饰(Chromatin remodepng)45-47

2.

1.2 染色质重建复合物家族47-50

2.

1.3 ARID结构域50-53

2.2 实验材料与策略53-60

2.1 SWI1 ARID结构域的克隆、表达与纯化53-57

2.2 表面等离子共振实验(SPR)57-58

2.2.3 化学位移扰动(chemical shift perturbation)实验58

2.4 SWI1 ARID结构域核磁溶液结构的剖析58-60

2.3 实验结果与讨论60-69

2.3.1 SWI1 ARID结构域与其它A RID成员同源性比较60

2.3.2 SWI1 ARID的溶液结构60-65

2.3.3 SWI1 ARID的溶液结构与其它ARID结构的比较65

2.3.4 SWI1 ARID非特异性结合DNA65-67

2.3.5 总结67-69

第3章 人SUV39H1 chromodomain结构域的结构及其特异性结合H3K9me3的探讨69-89

3.1 背景介绍69-81

3.

1.1 组蛋白的翻译后修饰69-70

3.

1.2 Chromodomain70-78

3.

1.3 SUV39H178-81

3.2 实验策略81-82
3.

2.1 SUV39H1 chromodomain的克隆、表达与纯化81

3.2.2 SUV39H1 chromodomain晶体结构数据的收集与结构的计算、优化81
3.

2.3 表面等离子共振实验(SPR)81-82

3.

2.4 化学位移扰动实验82

3.3 实验结果与讨论82-89
3.3.1 SUV39H1 chromodomain与其它chromodomain的序列比对82

3.2 SUV39H1 chromodomain的结构82-84

3.3.3 SUV39H1 chromodomain与其它chromodomain的结构比较84-85

3.4 SUV39H1 chromodomain与化的H3K9结合85-87

3.5 总结87-89

参考文献89-99
致谢99-100
在读期间发表的学术论文与取得的其它探讨成果100