Cupriavidus pinatubonensis JMP134中潜在的多硫化物转运蛋白YedE1E2及其转录调控研究
发布时间：2021-11-28 22:08
硫及其化合物在生物地球化学循环和生物个体的正常生理活动中都扮演了重要角色。硫在自然界存在多种化合价,从-2～+6价。-2价的硫化氢一直以来被认为是继NO和CO之后的第三类信号分子,在细胞的信号传递及氧化还原稳态的维持等方面发挥了重要作用。过量的硫化氢同样具有毒性,如它可以抑制细胞色素c氧化酶活性从而破坏呼吸链。因此,硫化氢的代谢对于生物体至关重要。多硫化物正是硫化氢的氧化代谢产物的一种,它是地球化学以及微生物过程中的一类重要硫化物,参与了有机物的硫化,黄铁矿的还原以及金属螯合等诸多重要的环境过程。同时,多硫化物也是细胞内部的重要硫化物组分。随着研究的深入,发现其参与了包括信号传递,维持氧化还原状态,代谢调节,生物合成以及细胞内的抗氧化等许多重要的胞内生理过程,并且越来越多的证据表明胞内实际发挥信号分子作用的是多硫化物一类的硫烷硫。因此,不管是在环境中还是细胞内,多硫化物的稳态维持至关重要。我们实验室已经解析了环境异养菌Cupriavidus pinatubonensis JMP134中一条完整的硫化氢氧化途径,主要由硫醌氧化还原酶SQR（sulfide:quinone oxidored...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１不同价态的硫化物??
山东大学硕士学位论文???统主要由ＳＱＲ，ＰＤＯ以及ＲＨＯＤ三个关键蛋白酶组成。外源进入和细胞内源??产生的硫化氢经由该途径最终氧化成硫代硫酸盐，完成硫氧化代谢过程［２６，?２９，??３０］。??ＣＩＳＨ?ＧＳＨ??ＣｐＳＱＲ?＾＾Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ?Ｃ＇ｄＰＩ）０２?Ｊ??Ｓｕｉｒｉｄｅ?■■■■■■■■?？?ＰｏｌｖｓｕｌＴｉｄｅｓ?＂＾ＧＳＳｌｌ?１?＾?＞?Ｓｕｉｎｔｃ??＼?ｃｐＤｕ，?４４２?＼ｆ??Ｒｅｍａｉｎ??Ｉ?ｈｉｏｓｕｌｔａｔｅ??图１．２?Ｃｔｗ／７／７ＶｍＷｗ５＇／？／／ｉａ＾／／ｗｉ＾ｉ５７ｓ?ＪＭＰ１３４中典型的硫氧化途径示意图??ＣｐＳＱＲ：?Ｃ．?ｐｉｎａｔｕｂｏｎｅｎｓｉｓ?ＪＭＰ１３４?Ｓｔｌ?ＳＱＲ??ＣｐＰＤ０２：?Ｃ．?ｐｉｎａｔｕｂｏｎｅｎｓｉｓ?ＪＭＰ１３４?ＰＤ０２??ＣｐＤＵＦ４４２：?Ｃ？尸—膽访ＪＭＰ１３４中的ＲＨＯＤ功能结构域??ＳＱＲ?（ＥＣ?１．８．５．４）是一种膜蛋白，广泛分布在动物线粒体和微生物中。ＳＱＲ??作为ＤＳＲ家族即二硫化物氧化还原酶蛋白家族的一员［３１，３２］，作用的主要机??理是通过表面的ＦＡＤ催化硫化氢生成硫烷硫，给出电子并转移至细胞膜上的辅??酶Ｑ或甲基奈醌，随后借助呼吸链进一步传递给氧。该过程生成的硫烷硫会在??胞内自发与ＧＳＨ反应生成有机硫烷谷胱甘肽过硫化物ＧＳＳＨ，成为下一步ＰＤＯ??催化反应的底物［２６，?２９，?３３］。??ＰＤＣＫＥＣ?１．１３．１１．１８），过硫化物双加氧酶，属于?ＭＢＬ（ｍｅｔａｌｌｏ－ｐ－ｌａｃｔａｍａｓｅ）??家族中的一员，广泛分布于动物、植物和微生物中。ＰＤＯ能将ＧＳＳＨ作为
ｉｇＲ?？??￣＾ＡｒｓＲ／ＳｍｌＢ）???？?＆?？？ｒｅ？４?ＣａｄＣ．?ＣｚｒＡ??Ｐ．?ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ?ＰｙｅＲ?＾７—Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ?ＰＣＣ７９４２?ＳｍｔＢ??§／?Ｂ．?ｓｕｈｔｉ／ｉｓ?ＳｄｐＲ??Ｃ．ｇｌｕｔｕｍｉｃｕｒｎＧＵＲ?Ｃ．?ｇｌｕｌａｍｉｃｕｎ，?ＣｙｅＨ??Ｏ．?—ｈＲ?Ｐ．Ｓａｌｉｃｙｌａｔｏｘｉｄａｎｓ?Ｓｏ＾Ｒ??Ｓ．?ｇｒｉｓｅｕｓ?ＳｌｇＲ２??Ｓ．?ｍｅｌｉｌｏｔｉ?ＮｉｔＲ??Ｓｅｒｒａｔｉａ?ＰｉｇＳ??图１．３不同菌株中ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ家族蛋白的功能总结（ＳａｉＲｅｎ，２０１７）［６５］??１．５．２?ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ家族蛋白转录调控机制??目前己有较多家族成员蛋白的晶体结构得到了解析，这些结构表明，ＡｒｓＲ／??ＳｍｔＢ家族调节子具有翼状螺旋－转角－螺旋（ｗＨＴＨ）?ＤＮＡ结合结构域，负??责响应重金属离子和生物学所需的金属离子的浓度变化。如蓝藻ＰＣＣ７９４２?ａｐｏ－??ＳｍｔＢ的高分辨率Ｘ射线晶体结构显示ＳｍｔＢ是具有双重对称轴的同型二聚体蛋??白，由五个ａ－螺旋和两个反平行Ｐ－折叠组成，并且倾向于排列成ａｌ－ａ２－ａ３－ａ４－??Ｐｌ－Ｐ２＿ａ５构象［５９］。其中螺旋－转角－螺旋ＤＮＡ结合域由ａ３和ａ４组成，与其??他家族的转录调节因子具有结构相似性［６０，６１］。这种ＤＮＡ结合结构域，尤其是??供ＤＮＡ识别的ａ－螺旋（ａ４）序列区别于其他家族调控蛋白，在整个ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ??家族中高度保守。目前认为，大多数ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ型金属调节蛋白可以形成同源??二聚体，它们的５个螺旋和Ｎ－末端氨基酸残基构成二聚体界面［６２］。??
本文编号：3525238
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１不同价态的硫化物??
山东大学硕士学位论文???统主要由ＳＱＲ，ＰＤＯ以及ＲＨＯＤ三个关键蛋白酶组成。外源进入和细胞内源??产生的硫化氢经由该途径最终氧化成硫代硫酸盐，完成硫氧化代谢过程［２６，?２９，??３０］。??ＣＩＳＨ?ＧＳＨ??ＣｐＳＱＲ?＾＾Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ?Ｃ＇ｄＰＩ）０２?Ｊ??Ｓｕｉｒｉｄｅ?■■■■■■■■?？?ＰｏｌｖｓｕｌＴｉｄｅｓ?＂＾ＧＳＳｌｌ?１?＾?＞?Ｓｕｉｎｔｃ??＼?ｃｐＤｕ，?４４２?＼ｆ??Ｒｅｍａｉｎ??Ｉ?ｈｉｏｓｕｌｔａｔｅ??图１．２?Ｃｔｗ／７／７ＶｍＷｗ５＇／？／／ｉａ＾／／ｗｉ＾ｉ５７ｓ?ＪＭＰ１３４中典型的硫氧化途径示意图??ＣｐＳＱＲ：?Ｃ．?ｐｉｎａｔｕｂｏｎｅｎｓｉｓ?ＪＭＰ１３４?Ｓｔｌ?ＳＱＲ??ＣｐＰＤ０２：?Ｃ．?ｐｉｎａｔｕｂｏｎｅｎｓｉｓ?ＪＭＰ１３４?ＰＤ０２??ＣｐＤＵＦ４４２：?Ｃ？尸—膽访ＪＭＰ１３４中的ＲＨＯＤ功能结构域??ＳＱＲ?（ＥＣ?１．８．５．４）是一种膜蛋白，广泛分布在动物线粒体和微生物中。ＳＱＲ??作为ＤＳＲ家族即二硫化物氧化还原酶蛋白家族的一员［３１，３２］，作用的主要机??理是通过表面的ＦＡＤ催化硫化氢生成硫烷硫，给出电子并转移至细胞膜上的辅??酶Ｑ或甲基奈醌，随后借助呼吸链进一步传递给氧。该过程生成的硫烷硫会在??胞内自发与ＧＳＨ反应生成有机硫烷谷胱甘肽过硫化物ＧＳＳＨ，成为下一步ＰＤＯ??催化反应的底物［２６，?２９，?３３］。??ＰＤＣＫＥＣ?１．１３．１１．１８），过硫化物双加氧酶，属于?ＭＢＬ（ｍｅｔａｌｌｏ－ｐ－ｌａｃｔａｍａｓｅ）??家族中的一员，广泛分布于动物、植物和微生物中。ＰＤＯ能将ＧＳＳＨ作为
ｉｇＲ?？??￣＾ＡｒｓＲ／ＳｍｌＢ）???？?＆?？？ｒｅ？４?ＣａｄＣ．?ＣｚｒＡ??Ｐ．?ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ?ＰｙｅＲ?＾７—Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ?ＰＣＣ７９４２?ＳｍｔＢ??§／?Ｂ．?ｓｕｈｔｉ／ｉｓ?ＳｄｐＲ??Ｃ．ｇｌｕｔｕｍｉｃｕｒｎＧＵＲ?Ｃ．?ｇｌｕｌａｍｉｃｕｎ，?ＣｙｅＨ??Ｏ．?—ｈＲ?Ｐ．Ｓａｌｉｃｙｌａｔｏｘｉｄａｎｓ?Ｓｏ＾Ｒ??Ｓ．?ｇｒｉｓｅｕｓ?ＳｌｇＲ２??Ｓ．?ｍｅｌｉｌｏｔｉ?ＮｉｔＲ??Ｓｅｒｒａｔｉａ?ＰｉｇＳ??图１．３不同菌株中ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ家族蛋白的功能总结（ＳａｉＲｅｎ，２０１７）［６５］??１．５．２?ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ家族蛋白转录调控机制??目前己有较多家族成员蛋白的晶体结构得到了解析，这些结构表明，ＡｒｓＲ／??ＳｍｔＢ家族调节子具有翼状螺旋－转角－螺旋（ｗＨＴＨ）?ＤＮＡ结合结构域，负??责响应重金属离子和生物学所需的金属离子的浓度变化。如蓝藻ＰＣＣ７９４２?ａｐｏ－??ＳｍｔＢ的高分辨率Ｘ射线晶体结构显示ＳｍｔＢ是具有双重对称轴的同型二聚体蛋??白，由五个ａ－螺旋和两个反平行Ｐ－折叠组成，并且倾向于排列成ａｌ－ａ２－ａ３－ａ４－??Ｐｌ－Ｐ２＿ａ５构象［５９］。其中螺旋－转角－螺旋ＤＮＡ结合域由ａ３和ａ４组成，与其??他家族的转录调节因子具有结构相似性［６０，６１］。这种ＤＮＡ结合结构域，尤其是??供ＤＮＡ识别的ａ－螺旋（ａ４）序列区别于其他家族调控蛋白，在整个ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ??家族中高度保守。目前认为，大多数ＡｒｓＲ／ＳｍｔＢ型金属调节蛋白可以形成同源??二聚体，它们的５个螺旋和Ｎ－末端氨基酸残基构成二聚体界面［６２］。??
本文编号：3525238
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