论文部分内容阅读
链霉菌是一种典型的革兰氏阳性菌,它复杂的胞外生化过程涉及数量巨大的分泌蛋白和膜蛋白,这些数量巨大、种类繁多的蛋白必须以高效、精确的方式在合适的时间运送到合适的位置,因此链霉菌的蛋白转运体系是高度进化的,对链霉菌蛋白转运体系的深入了解具有重要的科学意义和应用价值。目前链霉菌转运体系的一些基础特征仍不清晰,阻碍了对转运效率及调控方式的深入研究。本论文围绕信号识别颗粒(SRP)介导的蛋白转运途径,从进化和结构角度进行生物信息学研究,揭示链霉菌高效转运机制分子特征,并深入阐述了链霉菌SRP受体FtsY的膜定位机制。研究结果得出如下结论：1)通过分枝及位点特异的进化压力分析观察到链霉菌Ffh蛋白在进化历程早期受到位点特异的正向选择压力,这些正向选择的位点大多位于信号肽识别区域,Ffh信号识别区的正选择可能受信号肽阶段性高速演化驱使,这一信号肽识别机制的高度进化是链霉菌SRP途径高效精确转运的可能原因。2)利用蛋白质对接技术,建立了核糖体、新生肽链、4.5S RNA、Ffh、FtsY、SecYEG转运孔道多方相互作用的理论三维结构模型,提出了大肠杆菌FtsY膜定位机制的假设,通过比较天蓝色链霉菌FtsY和大肠杆菌FtsY在关键区域的差异,最终提出了链霉菌FtsY A结构域在膜定位中发挥不同功能的假说。3)利用膜蛋白分离和Mal-PEG标记技术,分析了链霉菌FtsY的A结构域膜定位功能,A结构域N端强疏水区对于FtsY的膜定位能力有显著影响,这一区域可能以穿膜或半穿膜的形式稳定与膜结合的FtsY。这一特有的机制使得链霉菌FtsY的膜定位模式类似于原核生物SRP受体到真核生物SRP受体进化的中间态。上述研究结果对深入系统研究链霉菌SRP途径的转运效率及调控方式提供了很好的基础。