克雷伯杆菌中FNR蛋白三级结构模建及二聚作用研究
克雷伯杆菌作为一种兼性菌。通过自身氧气调控系统的控制,在厌氧和有氧条件下均可以进行1,3-丙二醇、2,3-丁二醇等化学品的生产,对其氧气调控机理的研究也逐渐引起了人们的关注。FNR是克雷伯杆菌中一种重要的氧气调控蛋白,它通过感应O2的变化来改变自身的活性。在厌氧条件下,FNR蛋白以活性二聚体状态存在,并与DNA结合,抑制或促进目的基因的表达,从而改变其胞内代谢途径。在有氧条件下,FNR蛋白的活性消失,二聚体状态变成单体状态。目前,FNR蛋白的氧气调控机理还不十分清楚,因此,FNR分子结构的建立及其二聚作用的分析将对氧气调控机理的研究具有积极的推动作用。 首先,利用同源模建的方法,以CRP蛋白和核酸内切酶为模板,构建了克雷伯杆菌中FNR蛋白单体的三级结构。对所建出的三级结构模型经过分子力学和分子动力学模拟达到了平衡,采用PROCHECK、ERRAT、Verify-3D和PROSA程序进行结构合理性评估,证实所构建的FNR蛋白单体的模型是合理的。 其次,通过PPI-Pred服务器结合界面分析预测了FNR单体蛋白界面残基,采用分子对接方法得到FNR二聚体模型,进一步对其进行结构优化和动力学模拟,得到其最佳构象。 最后,对最佳构象进行静电相互作用、疏水相互作用、氢键作用及相互作用能分析,发现疏水相互作用和氢键是驱动FNR蛋白二聚体稳定存在的主要因素。通过Robetta服务器进行丙氨酸突变扫描分析发现,在厌氧条件下,Arg140、Met144、Arg145、Met147、Glu150、Ile151、Ile158为热点残基,可以促进FNR蛋白的二聚作用。Gin141、Ile152、Gin155、Met157、Leu159、Leu161、Ser162位氨基酸残基对二聚作用稳定性的影响比较小;Ser148和Asp154位氨基酸会抑制FNR蛋白的二聚作用。
克雷伯杆菌;FNR蛋白三级结构;氧气调控机理;二聚作用;同源模建法
青岛科技大学
硕士
化学工艺
曹长青
2012
中文
Q939.110.2
71
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）