RNA解旋酶是一类依赖ATP水解进而打开双链RNA或重构RNA二级结构及核糖核蛋白复合物（RNPs）的马达蛋白,参与了几乎所有RNA的代谢过程。根据结构和序列的相似性,隶属于超家族2的RNA解旋酶被划分为五个家族,它们分别是DEAD-box、DEAH/RHA、NS3/NPH-Ⅱ、Ski2-like和RIG-I-like,其中DEAH/RHA是RNA解旋酶中除DEAD-box外最大的一个家族。DEAH/RHA解旋酶存在于几乎所有的生物体内,其中酵母体内的剪切体Prp2、Prp16、Prp22和Prp43,以及高等真核生物中的相应蛋白被广泛报道。酵母体内,DEAH/RHA解旋酶参与了信使RNA前体的拼接以及核糖体合成。在其它生物体内,例如又被称为RHAU的DHX36能够识别和打开G4RNA,进而促进含有四链体结构mRNA的翻译;DHX9参与RNA诱导的沉默复合物（RISC）的组装。在结构上,这些蛋白的共同点在于它们都包含一个保守的DEAH/RHA核心结构,称为DEAH/RHA保守区。该区域由两个RecA-like、一个WH、一个Ratchet以及一个OB结构域组成,形成一个类似于金字塔的样式。两个RecA-like结构域作为解旋酶的核心形成金字塔的底座,内部包括在SF1和SF2中典型的特征基序,而WH、Ratchet和OB作为辅助结构形成金字塔的顶部。除此之外,该DEAH/RHA家族成员通常在保守区的N/C两端有各自不同的延伸区域用以发挥不同的作用。如DHX9的N端有两个串联的ds RBDs,用来结合双链RNA;DHX36 N端的DSM是其结合四链体核酸的必要元件;Prp22 N端的S1基序可以结合核酸而DHX37的C端结构则参与结合Utp14。原核生物的DEAH/RHA家族蛋白包含HrpA、HrpB和Z5898三个成员,其中Z5898只存在于部分细菌内。相对于真核生物,人们对原核生物DEAH/RHA解旋酶的结构和功能还缺乏了解,目前对它们的体内功能的了解仅限于它们以不同的方式参与了对宿主的侵染,而对其酶学特性和蛋白结构则几乎一无所知。本论文设计并纯化了野生型与大量突变型的大肠杆菌HrpA、HrpB蛋白,并利用多种技术系统的研究了它们的结构和酶学特性,并获得以下主要结果:首先,我们通过生物大分子晶体学首次获得了野生型HrpB与截短HrpA的高分辨率晶体结构。除DEAH/RHA保守区外,我们还解析了两个蛋白N/C端的特殊延伸结构。其次,基于CtPrp43（嗜热毛壳菌Prp43）在不同配体结合状态下其ssRNA结合通道的构象,我们发现ATP结合状态下HrpB的ssRNA结合通道处于“闭合”构象。然而由于HrpA中的RecA2与Ratchet之间存在紧密的相互作用,导致HrpA的ssRNA结合通道完全塌陷。再次,利用荧光各向异性试验系统分析了两个蛋白的核酸结合活性。HrpB仅能结合单链RNA,而HrpA既能结合单链RNA,同时对单链DNA、双链RNA、G4DNA和DNA i-motif也有亲和活性。HrpA与DNA的复合物结构阐明了HrpA结合DNA并特异性识别胞嘧啶和鸟嘌呤的结构基础,并证明了HrpAN端的APHB是一个核酸结合结构域。最后,使用快速停留技术确定了单独的HrpB在体外没有解旋活性;HrpA依赖NTP水解能够打开拥有3’RNA尾链的双链RNA和RNA-DNA杂交链;HrpA可以不依赖ATP打开i-motif四链体。综上所述,本论文主要使用蛋白结晶技术、荧光各向异性技术、快速停留技术和基于荧光共振能量转移的单分子技术解析了原核生物体内DEAH/RHA家族蛋白的结构并分析了这两个蛋白的酶学特性,重点介绍了HrpAN端的APHB结构域在核酸结合活性及解旋活性的重要作用。这些结果为了解HrpA和HrpB在原核生物体内的工作机制以及研究以其为靶标设计治疗相关疾病的药物奠定了基础。