Synechocystis sp.PCC 6803中Slr0280的功能、结构研究及ApcD光谱红移探究.pdf

Synechocystissp.PCC6803是最常见的研究光合作用和碳水化合物代谢生理和遗传特征的模式生物。它们除了能够自养生长外，还能够利用外界碳源（比如葡萄糖）进行光能混养或者异养生长。Synechocystissp.PCC6803中涉及碳水化合物代谢的途径由大量的已知或未知基因协同调节，这些基因对细胞的生存和生长都是非常重要的。　　在本研究中，发现了一个新的基因slr0280，编码一个假定的周质蛋白。研究表明，Slr0280是混养和异养条件下维持Synechocystis6803完全生长的新的调节因子。当slr0280从基因组中敲除后，发现突变体—△slr0280在有葡萄糖存在的条件下生长比野生型要慢。随后发现这主要归结于△slr0280中涉及糖原分解代谢、氧化磷酸化途径、Calvincycle的关键基因转录水平的下调。酶活分析及蛋白质组学分析分别进一步证明△slr0280中氧化磷酸化途径和Calvincycle活性的降低。除此之外，还发现△slr0280对葡萄糖吸收率降低以及细胞内糖原含量增加。为了确定Slr0280蛋白自身的特征，通过圆二色谱及凝胶过滤层析分析，发现Slr0280在溶液中是以单体的形式存在，且二级结构中包含大量的β折叠和无规则卷曲。随后通过细菌双杂交实验，鉴别出一些涉及碳水化合物代谢的蛋白与Slr0280有相互作用。Slr0280中的DUF2233结构域是主要的，但并不是唯一的，负责与其它蛋白相互作用的部分。Slr0280可能是通过自身多结构域与其它蛋白相互作用，进而协调相应的调节。这些数据暗示了Slr0280在碳水化合物的代谢中起到一个温和正调节子的作用，而其发挥调节作用则是通过直接或者间接的蛋白质相互作用。为了从结构方面理解Slr0280的功能，对Slr0280进行了结构方面的研究。从初步获得的Slr0280的晶体结构来看，Slr0280的结构中含有大量的β折叠，与预测的二级结构比较相符。然而要把Slr0280的功能与结构部分相互联系起来还有很多工作要做。　　ApcD、ApcA均是藻胆蛋白的α亚基，两者有着很高的同源性。然而ApcD的光谱相对于ApcA发生了红移。通过对APB晶体结构分析，发现ApcD在接触PCB的位点有6个氨基酸残基与ApcA不同。随后通过定点突变技术构建了5个ApcD的突变体(W87Y、Q80T、Y65V、Y85L、M126V)。通过光谱分析发现，ApcD(Y65V)及ApcD(W87Y)的光谱比野生型ApcD发生了一定程度的蓝移。然而这两个突变体的光谱仍与ApcA有一定差别，这说明造成ApcD光谱红移的原因是多种因素影响的结果。