大腸桿菌TrmB和抗ErbB2抗體chA21的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.pdf

1、tRNA的成熟是一個(gè)包含了許多種轉(zhuǎn)錄后修飾的復(fù)雜過(guò)程。其中，可變環(huán)46位鳥(niǎo)嘌呤第7位N原子上的甲基化(m7G46)修飾是少有的幾個(gè)能在堿基上引入正電荷的修飾之一。m7G46修飾廣泛地存在于幾乎所有細(xì)菌、真核生物和部分古細(xì)菌的第一類(lèi)tRNA中。當(dāng)缺乏m7G46與缺乏其它非致死tRNA修飾同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，酵母細(xì)胞內(nèi)的tRNA會(huì)被快速降解。 在這次工作中，我們解析了大腸桿菌tRNA(m7G46)甲基轉(zhuǎn)移酶(EcTrmB)的高分辨率晶體結(jié)

2、構(gòu)。與其它先前報(bào)導(dǎo)的形成同源或異源二聚體的TrmB相似，EcTrmB也折疊成同一種修飾過(guò)的Rossmann折疊模式。但是，在對(duì)功能至關(guān)重要的一段TrmB特有的插入序列處，EcTrmB的結(jié)構(gòu)與其同源蛋白質(zhì)存在明顯差異。在EcTrmB中，這段插入序列的COOH-端與S腺苷甲硫氨酸的結(jié)合口袋分離開(kāi)若干埃，破壞了G46堿基的結(jié)合口袋。這暗示了，EcTrmB的這段插入序列可能需要經(jīng)歷一個(gè)結(jié)構(gòu)重排才能結(jié)合和催化G46堿基。在先前報(bào)導(dǎo)的同源二聚化的T

3、rmB中，二體中的另外一個(gè)亞基可以阻止這段插入序列與S腺苷甲硫氨酸的結(jié)合口袋的分離。在對(duì)應(yīng)于其它同源二聚體TrmB的二聚化結(jié)合面處，EcTrmB的殘基202-206和223-227形成了兩個(gè)突出的loop。這些突出的loop可以產(chǎn)生空間排斥阻止EcTrmB形成類(lèi)似的同源二聚體，這可能是EcTrmB以單體形式存在的重要原因。 ErbB2(Her2/neu/p185)是表皮生長(zhǎng)因子(EGFR)家族的重要成員之一。如今，ErbB2

4、已經(jīng)變成了腫瘤治療的重要靶標(biāo)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉兢教授等開(kāi)發(fā)了一種抗ErbB2的嵌合抗體chA21。體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)均表明，chA21能夠特異性地抑制ErbB2過(guò)表達(dá)的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。我們使用坐滴氣相擴(kuò)散法結(jié)晶了chA21的單鏈抗體(scFv)部分與ErbB2胞外區(qū)NH2-端的前192個(gè)殘基(命名為EPI)的復(fù)合物。復(fù)合物絡(luò)構(gòu)顯示scFv的互補(bǔ)決定區(qū)的六個(gè)loop構(gòu)成了一個(gè)大的口袋結(jié)合EPI上位于ErbB2二聚化結(jié)合面背面的三段不連續(xù)的l

5、oop。整個(gè)抗原-抗體結(jié)合面含有17對(duì)氫鍵和172個(gè)范德華相互作用。chA21被發(fā)現(xiàn)能夠強(qiáng)烈地下調(diào)細(xì)胞表面ErbB2的水平，而且這種下調(diào)活性需要chA21的二價(jià)性。我們提出了一個(gè)模型：chA21可以通過(guò)它的兩個(gè)scFv片段同時(shí)結(jié)合兩個(gè)屬于不同二聚體的ErbB2受體，并將這些二聚體交聯(lián)成一個(gè)大復(fù)合物。這種大復(fù)合物能構(gòu)被細(xì)胞自身發(fā)現(xiàn)，并內(nèi)吞和降解，導(dǎo)致細(xì)胞ErbB2水平的降低。 古細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)采用真核生物類(lèi)型的RNA聚合酶和細(xì)菌

6、類(lèi)型的轉(zhuǎn)錄條件因子。NusG是少數(shù)幾個(gè)在細(xì)菌、古細(xì)菌和真核生物等細(xì)胞生命的三個(gè)域中都發(fā)揮重要作用的轉(zhuǎn)錄因子。古細(xì)菌NusG的結(jié)構(gòu)域組成與細(xì)菌NusG相似，包含一個(gè)NGN和一個(gè)KOW結(jié)構(gòu)域，遠(yuǎn)較其在真核生物中的直系同源蛋白質(zhì)Spt5簡(jiǎn)單。但是，最近我們實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)顯示，古細(xì)菌NusG可以與rpoE”蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。這一性質(zhì)與真核生物Spt5-Spt4復(fù)合物相似。 在本論文中，我們報(bào)導(dǎo)了古細(xì)菌Methanocaldococcus