细菌反应调节蛋白RR468磷酸化和去磷酸化关键位点的NMR研究

反应调节蛋白是细菌双组分信号转导系统的重要组分,用于传递来自组氨酸激酶的信号并产生适应性反应.在整个信号转导过程中,反应调节蛋白的磷酸化和去磷酸化最终决定了该系统的信号输出和信号转导终止,因此其磷酸化和去磷酸化作用位点是控制其功能的关键要素．我们以来源于Thermotoga maritima中的反应调节蛋白RR468作为研究对象,将其分别位于loop b3-a3和loop b4-a4上的两个关键位点M55和K85进行突变,通过功能实验验证了这两个残基突变会对蛋白磷酸化和去磷酸化产生影响,并且利用液体核磁共振（NMR）手段对两个突变体的结构和动力学性质进行了研究．     

探测应答调控蛋白PhoBNF20D自由态中存在的Pre-Active构象

PhoB是PhoR/PhoB双组分信号转导系统（TCS）中的应答调控蛋白，来自大肠杆菌，可以参与环境中自由Pi的调控应答.PhoB拥有保守的磷酸化位点D53，当Mg²⁺存在时，会变成活性构象，但是其中的机理尚不清楚.目前已经有报道指出，自由态的应答调控蛋白存在少量的活性构象，而且它们和蛋白的激活过程相关，但是这种活性构象一般不稳定，很难观测到.本文以PhoB_N^F20D作为模型，¹H-¹⁵N HSQC和¹⁹F NMR谱图显示，自由态PhoB_N^F20D在溶液中存在pre-active构象，BeF₃^-可以稳定这种活性构象，而且Mg²⁺可以促进非活性构象到活性构象之间的转化，在BeF₃^-存在的情况下可以使PhoB_N^F20D形成完全的活性构象.同时我们利用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）弛豫弥散实验证明了PhoB_N^F20D存在两态交换.     

组氨酸激酶HK853酸碱调控机制的NMR研究

双组分信号转导系统是细菌应对外界刺激和调控自身生理活动的重要系统。组氨酸激酶是双组分信号转导系统的重要组成部分,大多数组氨酸激酶具有多功能性,不仅能自身磷酸化并能把磷酸基团传递给应激调节蛋白(Response regulator,RR)使之磷酸化,还能催化RR的去磷酸化。研究发现组氨酸激酶HK853的功能受pH值调控,该文利用选择性同位素标记方法,通过NMR技术研究了参与HK853与RR468相互作用的关键氨基酸位点。发现DHp结构域His260侧链的pKa值与HK853的磷酸酶活性有很好的对应关系,HK853与底物形成复合物后其pKa值降低,使His260侧链更易于去质子化,有助于HK853磷酸酶活性的提高。阐明了HK853行使磷酸酶功能时的酸碱调控机制。