链霉菌具有强大的次级代谢能力，其次级代谢产物是天然产物小分子药物的重要来源。链霉菌次级代谢产物结构多样，研究其生物合成机制有助于发现新的酶学机制并指导我们理性改变酶的催化条件，从而获得新结构的次级代谢产物。非典型角蒽环类抗生素是链霉菌产生的一类Ⅱ型聚酮化合物，可用于药物开发及肿瘤等疾病的治疗。其生物合成经历了独特的B环氧化开环及重排反应，生成多种含有醌那霉素骨架的化合物。我们的合作者微生物所杨克迁课题组经过多年研究发现这个过程是由一类氧化开环酶所催化，包括AlpJ、JadG、及GioⅡ。AlpJ(anthrone oxidase-like protein)，又称蒽酮单加氧酶，在FAD/FMN还原酶Fre辅助下催化脱氢腊伯罗霉素(dehydrorabelomyci，DHR)进行氧化开环及重排反应生成含醌那霉素骨架的化合物。研究该家族蛋白的三维结构有助于进一步阐明其催化机制及作用原理。　　在本研究中，我们通过X射线晶体学方法解析了蒽酮单加氧酶AlpJ的晶体结构，这是该家族蛋白中首次被报道的结构。该结构由N端结构域和C端结构域组成，尽管这两个独立的结构域在一级序列上并没有保守性，但它们在三维结构上却有着非常相似的折叠方式。在晶体结构中，虽然一个非对称单位有2个蛋白分子，但蛋白在生理条件下以单体形式存在。经过与其他家族的单加氧酶的结构比对，我们分析出潜在的活性口袋中心及底物结合中心，并针对关键氨基酸残基进行了突变，并在体外检测其催化活性。结果表明，单独的N端或者C端结构域并没有催化活性，其相互作用界面是维持蛋白催化活性的重要原因之一，这表明N端与C端两个结构域都参与底物的催化反应。因而我们提出假设，该家族蛋白的作用机制不同于先前所报道过的单加氧酶家族以二体的形式发挥催化功能，AlpJ以单体形式存在，两个结构域相互协作，都参与到底物的催化过程中。具体的协作机制还需要我们进行更深入的研究来阐述。　　纤维病毒科埃博拉病毒是负链RNA病毒中一个较小家族，其致死率高达90％，世界卫生组织将其列为BSL-4病毒。在埃博拉家族病毒的生命周期中，核蛋白(NP，nucleoprotein)结合病毒基因组的RNA链形成核糖核蛋白（RNP，ribonucleoprotein）复合物，代替裸露的RNA链成为病毒转录和复制的模板;另一方面，病毒基因组RNA链因被核蛋白包裹而免受宿主细胞免疫系统的识别及核酸酶的降解。所以，研究埃博拉病毒核蛋白的结构并阐明其RNP复合物的组装方式，对理解该家族病毒的生命机理具有重要意义，解析的核蛋白三维结构信息还会为针对核蛋白与RNP复合物的药物设计提供新的思路及信息。　　我们通过X射线晶体学方法解析了该家族埃博拉病毒属的扎伊尔埃博拉病毒（ZaireEbolavirus，EBOV）的核蛋白N端核心结构域的晶体结构，并通过冷冻电镜负染的方法研究相关埃博拉病毒属的核蛋白的聚合方式。结构分析表明，扎伊尔埃博拉病毒的核蛋白N端核心结构域是由N-lobe和C-lobe组成，这两个结构域的连接处形成强烈的正电荷沟槽，通过结构比对，该沟槽可以结合并保护病毒RNA。在晶体结构中，一个非对称单元中，两个蛋白分子相互作用通过非化学键的接触及氢键形成二体，参与二体聚合的氨基酸在NP寡聚化中也发挥重要作用。冷冻电镜负染结果表明，该家族的核蛋白可以形成直径约40 nm的圆环状结构。因而我们推测，当病毒侵入宿主细胞进行转录复制时，核蛋白先形成二体，在VP35的招募下聚集成环状结构，并与新合成的RNA链形成RNP复合物，在聚合酶L蛋白的参与下进行转录。我们的研究揭示了埃博拉病毒核蛋白N端核心结构域的晶体结构，并鉴定出参与NP寡聚化的重要氨基酸残基，从而为相关的药物设计提供了线索。