惡臭假單胞菌株S16尼古丁降解關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.pdf

1、尼古丁是一種吡啶類生物堿,能夠非常容易的穿過生物膜和血腦屏障,并可作用于人類的神經(jīng)系統(tǒng),嚴(yán)重威脅人類的健康;同時(shí)在加工煙草的過程中也會(huì)伴隨著產(chǎn)生高濃度的尼古丁廢棄物,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此尋找切實(shí)可行的途徑降低煙草和環(huán)境廢棄物中的尼古丁含量,對(duì)維護(hù)人類健康和生態(tài)安全有著深遠(yuǎn)的意義。
　　惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida S16)是本課題組前期篩選的一株能高效降解尼古丁的微生物。目前對(duì)其代謝降解尼古丁的途徑已經(jīng)確

2、定為吡咯途徑。該降解途徑有多種酶的參與。HspB催化6-羥基-3-琥珀酰吡啶(6-hydroxy-3-succinoyl-pyridine,HSP)到2,5-二羥基吡啶(2,5-dihydroxy-pyridine, DHP),是尼古丁吡咯降解途徑中的關(guān)鍵酶之一。本研究對(duì) HspB進(jìn)行了表達(dá)、純化和結(jié)晶,成功獲得可培養(yǎng)HspB晶體的條件。
　　NicR是S16菌株降解尼古丁途徑中的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。NicR屬于TetR家族,是一種最常

3、見的原核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。本研究對(duì)NicR全長(zhǎng)蛋白進(jìn)行了表達(dá)、純化和結(jié)晶,并對(duì)其進(jìn)行了晶體的優(yōu)化和X射線衍射。通過同源序列比對(duì)后,截去NicR中的非保守序列,重新對(duì)其進(jìn)行表達(dá)、純化和結(jié)晶,最終收集到一套衍射數(shù)據(jù)。
　　利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)的方法研究蛋白結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上對(duì)尼古丁降解途徑中的相關(guān)蛋白進(jìn)行定向進(jìn)化等基因操作,或可以大幅度的提高催化效率或可以改變其結(jié)合特異性。這不僅對(duì)于尼古丁代謝途徑的研究具有重要的意義,同時(shí)還可能有固定