本论文通过分子置换的方法解析了维生素C生物发酵途径中的山梨糖脱氢酶SDH与其辅酶复合物的结构。它是一个依赖于辅酶PQQ的双功能酶,其最大的工业价值在于能够直接将底物山梨糖氧化为VC的前体2-酮基-L-古龙酸。SDH的结构是由一个8叶片环绕形成的p-螺旋桶和4条伸出的loop环构成。每一个叶片是由4条反向平行的β折叠组成,形成一个“W”样模序。SDH蛋白在结构上和溶液中形成了一个稳定的同源二聚体,超速离心实验测得其平衡-解离常数Kd=167nM。二体结合面上的氨基酸主要来源于8叶片螺旋桶封合处的W1和W8这两个叶片,这种通过二体聚集的方式来稳定单体螺旋桶结构的策略在醌蛋白(辅酶为PQQ的蛋白酶)中是比较常见的。在SDH蛋白与其辅酶PQQ,Ca禺子的复合物结构中,Ca离子与PQQ的05、N6、07原子通过配位键相互作用,形成了一个稳定的PQQ-Ca模序。这个模序和SDH的结合方式像一个三明治的方式。这一点是8叶片螺旋桶结构中特有的结合方式。通过与其他醌酶的比较,我们鉴定了SDH蛋白维持8叶片螺旋桶结构的关键氨基酸规律,也就是色氨酸对接模序。这个模序规律地存在于每一个叶片中,它含有11个氨基酸,最保守的氨基酸残基是Asp3、Thr6、Gly7、Trp11。结合一定的酶活实验,和结构的比对,我们确定了其催化活性位点是由Asp304和Y193组成。SDH是一个定位于周质空间的氧化酶,我们推测其可能参与了呼吸链。鉴于醌酶的电子传递理论,推测细胞色素C551可能是其生理电子受体,并通过体外生化实验确定了SDH的氧化过程确实伴随着细胞色素C551接受电子的过程。最后,我们提出了可能的电子传递链方式。另外,本文还利用锌原子的反常散射方法解析了来源于植物拟南芥中的鼠李糖合成酶NRS/ER的晶体结构。NRS/ER蛋白在结构上形成了一个稳定的同源二聚体,并在超速离心实验中得到了证实。通过与其它同源蛋白结构的比较,我们将NRS/ER的结构分为2个功能域：辅酶结合域和底物结合域。体外的ITC实验分析表明,鼠李糖合成酶在辅酶选择上更喜欢NADPH,而不是NADH。对于催化的底物,NRS/ER蛋白对dTDP的亲和力高于UDP的亲和力。这或许意味着鼠李糖合成酶NRS/ER对底物dTDP-4-keto-6-deoxy-Glc的催化能力高于对UDP-4-keto-6-deoxy-Glc的催化能力。而决定这种亲合力差别的是底物结合口袋上的K183位氨基酸。突变了K183A位以后,NRS/ER蛋白对dTDP无亲和力,而将附近的Q178A突变后,NRS/ER蛋白对dTDP的亲和力仅降低10倍。