(Ⅰ)、人源Ⅱ型α亚型磷脂酰肌醇-4-激酶(hPI4KⅡα)的结构和功能研究　　 磷脂酰肌醇-4-激酶(PI4Ks)能催化肌醇磷脂(PI)环上D4位磷酸化产生4一磷酸磷脂酰肌醇(PI4P)。PI4P不仅是PIP2和PIP3的前体，同时还直接参与很多重要的生物学过程。最近越来越多的实验证明不同亚型的PI4K产生的PI4P行使不同的生物学功能，其中PI4KⅡα催化产生的PI4P与顺式高尔基体有关的膜转运密切相关。另外PI4KⅡα在神经递质、宿主细胞激活、调控内皮生长因子EGF内吞转运等多个生物学过程中都有调节功能。PI4KⅡα还被证实是一种新的肿瘤生长调控蛋白，很可能成为一个潜在的特异的肿瘤治疗新靶点。　　 本研究通过对这个生理条件下被棕榈酰化修饰的外周膜蛋白hPI4KⅡα进行大量截短突变体设计和筛选，最终通过N端截短、C端截短和棕榈酰化位点CCPCC突变成SSPSS这一系列的改造，在原核表达体系中表达纯化获得纯度高、稳定、可溶性好并均一的蛋白质样品，从而获得高质量蛋白质晶体。最终解析了hPI4KⅡα催化核心突变体（78-SSPSS-453）没有底物结合(apo)状态和ADP结合两种不同状态下的高分辨三维晶体结构。　　 hPI4KⅡα催化核心结构的主体部分是与脂激酶同源的催化结构域，尤其是ATP结合口袋附近的折叠方法非常相似。PI4KⅡα的结构具有自身独特的结构特征，包括与生物膜结合的方式、ATP结合位点和底物磷脂酰肌醇结合位点的特异性和三个独特的插入片段。　　 通过分析ADP-hPI4KⅡα催化核心复合物结构发现，除脂激酶高度保守的与ATP静电相互作用的Lys-152、Asp-346、Asn-313、Ser-137四个氨基酸和与ATP存在疏水相互作用的一些疏水氨基酸，261位谷氨酰胺和269位天冬氨酸这两个氨基酸对ATP的结合也非常重要，同时这两处相互作用也是PI4KⅡα特有的，这也可能正是PI4KⅡα对ADP和腺苷的激酶活性抑制作用非常敏感的原因。　　 通过结构分析和突变实验验证，我们确定底物磷脂酰肌醇结合位点。与Vps34的底物结合口袋不同的是，PI4KⅡα的底物结合口袋不仅有激活loop的参与，同时还需要PI4KⅡα特有的插入片段1参与其中。　　 PI4KⅡα不仅通过棕榈酰化锚钉在膜上，还通过“膜结合面”的静电相互作用、疏水相互作用使PI4KⅡα与膜结合更加紧密。通过结构分析并设计生化实验验证，我们确定了催化中心周边存在一个“紧密结合区域”对于PI4KⅡα与膜结合至关重要。同时这种与膜紧密结合和激酶活性密切相关。C端区域和膜结合面的带正电氨基酸也是PI4KⅡα与膜结合的非常重要的因素，同时这些因素对于激酶活性也非常重要。　　 (Ⅱ)、线粒体呼吸链复合物Ⅱ与其抑制剂结构生物学研究　　 线粒体呼吸链复合物Ⅱ（琥珀酸泛醌氧化还原酶SQR）是一个跨膜蛋白复合物，催化三羧酸循环中琥珀酸到延胡索酸的氧化，并与线粒体内膜中泛醌的还原通过电子传递所耦合。在本论文中，筛选出线粒体呼吸链复合物Ⅱ两种泛醌结合位点抑制剂五氯苯酚(PCP)和噻苯咪唑(TBZ)，并进行了共结晶研究，得到SQR-PCP、SQR-TBZ两种复合物的晶体，并用分子置换法解析其结构。通过对复合物晶体结构进行研究发现了线粒体呼吸链复合物Ⅱ的一种特殊的抑制剂结合模式，噻苯咪唑通过一个水分子与Tyr-D91和Trp-B173氢键相互作用介导结合在泛醌结合位点。这种通过水分子介导的特殊的结合模式对泛醌结合位点电子传递的研究提供了一些启示，并对以后的药物设计提供了结构基础。　　 同时我们通过比较文献报道和我们的实验数据并结合基于结构模拟计算的结果，发现与猪蛔虫线粒体呼吸链复合物Ⅱ相比，猪的线粒体复合物Ⅱ对噻苯咪唑更敏感一些。同时我们通过结构分析，推测醌结合位点口袋的特异性差异可以合理解释这种结果。噻苯咪唑作为一种使用广泛的广谱驱肠虫药和食品添加剂，其毒副作用已有报道。我们进一步证实噻苯咪唑对哺乳动物呼吸链有明显抑制作用，因此使用噻苯咪唑作为驱肠虫药和食品添加剂的剂量问题是需要考虑这个因素并严格控制的。