人PDCD5是一个新发现的促细胞凋亡因子,尽管其参与程序性细胞死亡调控的作用机制尚未十分清楚。新近的研究显示其参与Tip60-p53介导的细胞凋亡通路。人PDCD5的Ν?末端螺旋区和核心螺旋区的NMR结构已被两个不同研究小组分开解析,截至我们文章发表时尚无PDCD5家族蛋白完整结构被报道。PDCD5是一个进化保守的基因。本论文由三章组成。第一章综述了常用的顺磁探针、顺磁弛豫增强（PRE）理论及其在鉴定瞬态的、低丰度的生物大分子及其复合物中的应用。酿酒酵母YMR074c编码一个PDCD5同源蛋白Ymr074cp。在第二章中,我们采用多维异核NMR技术研究Ymr074cp在溶液状态下的结构和主链动力学,发现Ymr074cp有一个相对刚性的核心结构区（aa 43? 105）,其独立折叠成一个拓展的3股螺旋束;核心结构两端各存在一个无结构区段。鉴于Ymr074cp第8-116 aa被预测为一个dsDNA结合结构域,我们最终选择1? 116aa （Ν1 16）和36 ? 116aa （Δ81Δ）用于结构测定及其主链动力学分析。Δ81Δ核心区折叠成一个拓展的三股螺旋束,在α4与α5之间有一段6个氨基酸残基的“可变动的”loop;核心的两端为柔性尾巴。通过测定Δ81Δ主链15N弛豫参数,并进行reduced spectral density mapping （约化谱密度映射）和旋转扩散张量分析,我们发现它的overall tumbling有明确的相关时间（τm≈8.2ns）,在溶液状态下,Δ81Δ表现出轻微的旋转扩散各向异性。Model-free动力学参数揭示:在Δ81Δ中,核心螺旋构架了一个“相对刚体”,侧翼螺旋可以进行微调;与核心螺旋不同,在“可变动的”loop （α4/α5）和末端均表现出相对较大的主链柔性。通过测定N116主链15N弛豫速率并结合约化谱密度映射和Lipari-Szabo映射,我们发现谱密度函数勾画了N116二级结构元件的频谱,核心螺旋的运动动力汇聚于低频,非结构区的运动动力则向高频散开。Ν1 16（ 1?42）为一个相当柔性的区段,尽管如此,多个证据（CSI、中短程特征NOEs和弛豫数据）均揭示出3 ? 15aa形成一段α?螺旋,并且它可能经历着不同于核心结构区的overall tumbling运动。由此可见,在N116中存在3种较为典型的状态:（1）以核心螺旋为代表的“相对刚体”;（2）以Ν1 16（ 18?40）为代表的高度无序状态;（3）以Ν1 16（ 4?15;α1）为代表的第三种状态。Ν1 16（ 1?42）与核心结构没有直接接触,因为在它们之间观察不到明显的分子内NOE。有鉴于此,我们通过位点特异性自旋标记技术（SDSL）分别在A7C和A11C引入自旋标记,结合PRE技术来映射N116中长程相互作用,结果观察到了较为明显的长程相互作用。顺磁中心与某个主链氨基质子的距离约束（dR）被诠释成一个经r ?6权重的、时间和系综平均距离,以半定量方式约束dR,但取的边界相对宽松（±4 ?）,最后得到一个NMR结构系综。因为计算的结构整合了多种构象的特征,并且它比溶液状态下的真实状态要显得紧凑些,因此我们用一个NMR结构系综来描述N116在溶液中的状态。从NMR滴定实验也获得一点启示:N116核心结构内“可变动的”loop可能介导N116与dsDNA结合,但结合能力很弱。同源结构比较揭示出PDCD5核心结构区在进化中、尤其是从酵母到人的进化中相对保守,其Ν?末端残基则经历从高度无序到相对有序的转变过程。在第三章我们初步探讨了YMR074c过表达的促酵母凋亡样死亡效应。我们通过研究发现:YMR074c过表达没有引发、但是明显促进Η2Ο2引发的酵母凋亡样死亡,并且Yca1p metacaspase部分介导了这一过程;同时还发现酵母其它caspase-like蛋白酶也介导YMR074c过表达的促凋亡效应。过表达Ν?末端缺失突变体蛋白大大削弱Ymr074cp的促细胞凋亡效应。这些结果表明Ymr074cp参与Η2Ο2引发的酵母凋亡样死亡过程,尽管具体作用机制尚未明了。再结合第二章的同源结构比较数据,我们有理由认为PDCD5的结构、功能在真核生物中是保守的,于是我们正式将S. cerevisiae Ymr074cp命名为ScPDCD5 （基因ScPDCD5）。