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在细胞的生存环境中,DNA会受到各种内源的和外源的因素的攻击,造成DNA的损伤,如无碱基位点损伤,错配损伤,DNA断裂损伤,链内交联损伤以及DNA-蛋白交联损伤。这些损伤破坏了DNA正常的结构,可能会给细胞带来致命的影响。为了维持基因组的稳定性,细胞进化出了很多DNA损伤修复途径来检测和修复这些损伤。DVC1是新鉴定出来的同跨损伤修复途径相关的蛋白。DVC1含有四个结构域:N端的SprT结构域,中间的SHP box及PIP box,以及C端的泛素结合结构域UBZ。PIP box可以同PCNA相结合,UBZ结构域同泛素化蛋白相结合,通过这两种相互作用,DVC1被细胞周期调控蛋白PCNA以及其他的泛素化蛋白招募到DNA损伤位点;进而DVC1通过SHP box招募泛素分选蛋白p97调控跨损伤修复途径。根据生物信息学的研究,DVC1是DNA-蛋白交联损伤修复因子WSS1的同源蛋白,其N端的SprT结构域具有潜在的金属蛋白酶活性。 我们解析了DVC1的PIP box同PCNA的复合物的晶体结构,详细阐述了它们相互作用的机制。DVC1的PIP box含有独特的Tyr-Phe的氨基酸组合。PIP box的Leu328以及Phe332插入到PCNA氨基酸形成的一个疏水口袋中,这是它们最主要的作用方式。PIP box的N端和C端同PCNA形成了氢键相互作用。同时,我们的突变实验表明,Tyr331对PIP box同PCNA的结合至关重要。Tyr331同Asn326形成的氢键也影响着PIP box同PCNA的亲和力。这些结果不仅对在体内探索DVC1的功能有一定的指导意义;同时丰富了我们对于PIP box的理解,有利于设计针对PCNA的仿多肽抑制剂。 此外,我们还对SHP box同p97的复合物进行了初步晶体学研究,发现了SHP box在p97上的结合位置。同时,我们表达和纯化了N端的SprT结构域,并摸索了晶体生长条件。 mTOR是对真核生物至关重要的一个蛋白,调控着细胞的代谢水平,控制着细胞的生长与存活。它在细胞内形成两种复合物:mTORC1以及mTORC2。Sestrins是细胞在应激状态下表达的蛋白,有三个亚型:Sestrin1,Sestrin2以及Sestrin3。最近发现,Sestrin2是亮氨酸的感受蛋白。Leu结合Sestrin2后,诱导Sestrin2同mTORC1正调控蛋白复合物GATOR2的解离,激活了GATOR2,GATOR2进一步抑制了mTORC1负调控蛋白复合物GATOR1的活性,从而激活了mTORC1信号通路。Sestrins还同细胞的氧化还原调控相关,但不确定其是否是氧化还原酶。 我们解析了人源Sestrin2的晶体结构,并在结构里发现了类似亮氨酸的密度。Sestrin2是由α螺旋组成的球状蛋白,分为三个结构域:N端结构域,Linker区域以及C端结构域。N端结构域同C端结构域具有高度的相似性,并同氧化还原蛋白AhpD具有相似的三维结构。我们比较了N端结构域同AhpD的结构,发现两者的催化中心都处在两股α螺旋之间,但Sestrin2仅有一个半胱氨酸,这暗示着Sestrin2不能够催化AhpD的底物H2O2,或许以不同的机制催化其他未鉴定的底物。目前已经有许多mTOR相关的抑制剂,或许开发针对Sestrin2的小分子可以作为调控mTOR的一种新思路。