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这个研究项目的目标是

  1. 鉴定,描述,克隆,排序和过度表达抗利尿激素来自各种嗜热、嗜热、中温和嗜冷微生物的基因;
  2. 用x射线晶体学确定了这些ADHs的三维结构;
  3. 分析和比较酶的详细三维结构,并预测结构特征赋予热稳定性的嗜热酶;
  4. 通过位点定向诱变改变中温酶以包括嗜热酶的相关特征来检验预测的有效性。

为此,我们比较了五种高度同源ADHs的分子性质:一种来自极端嗜热性Thermoanaerobacter brockii(TbADH)和其他来自伪嗜热生物和嗜中生物beijerinckii梭状芽胞杆菌(CbADH),痢疾阿米巴(EhADH)和痢疾invadens(EiADH)。所有四种高度同源的ADHs(60%-76%序列相同和72%-86%序列相似)都是四聚体、中链、nadp连接的含锌酶,具有相似的广泛底物范围。第五种高度同源的ADH(62%同源性)来自Mycoplasma肺炎(MpADH),也有部分特征。

将编码TbADH及其中温对应体CbADH、EhADH、EiADH和MpADH的结构基因克隆、测序并过表达大肠杆菌,纯化,结晶,并确定了他们的3D结构(与已故教授Felix Frolow合作)。这些蛋白质的3-D结构首次被确定为原核ADH,以及NADP(H)依赖性ADH

利用原子吸收光谱分析和位点定向突变法对活性位点金属离子和相关配体氨基酸进行了表征,验证了TbADH中存在催化锌,而不存在结构金属离子,以及Cys-37、His-59和Asp-150(以及它们在CbADA、EhADH和MpADH中的类似氨基酸)参与锌配位

已经进行了定点诱变研究,以探索脯氨酸、盐桥、疏水相互作用、离子对网络和β -转向在这些ADHs热稳定性中的作用。