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摘要在生物体内,存在多种醛酮类物质,它们往往是在机体收到外界压力胁迫产生的。它们往往能够改变机体的正常的代谢活动,或是直接对机体产生毒害作用。为了应对这种压力刺激的作用,生物机体内往往产生相应的对抗措施,减少压力作用导致的中间产物或具有毒害作用的代谢产物的积累。在这一过程中发挥作用的蛋白被称为应激蛋白。<br>　　 本文中所研究的酿酒酵母Gre2蛋白是一种应激蛋白,它是具有醛酮还原酶功能的氧化还原酶。氧化还原酶类一般分属于四个大的家族:长链醇脱氢酶家族,短链脱氢酶/还原酶家族(即SDR家族),中链脱氢酶家族(MDR家族)和Aldo-Keto还原酶家族(即AKR家族)。由Gre2的一级序列和活性位点的保守性可把Gre2蛋白归类为SDR家族的成员。<br>　　 Gre2蛋白质在压力诱导的情况下表达量大幅度升高。作为醛酮还原酶它可以催化多种二酮类、α-酮酯、β-酮酯、脂肪族和芳香族醛类、脂肪族酮类和羟基酮类发生还原反应,改变酿酒酵母体内的一些微环境,起到如抑制酵母出丝、解毒的作用。<br>　　 此外,Gre2能催化手性化合物的生成,它有可能在手性药物或手性化合物的生产中起着重要作用。<br>　　 在本文中,我们成功构建了Gre2的重组质粒,经表达和纯化后得到了Gre2的重组蛋白,并对其进行了晶体的初筛和优化。最终收集到了Gre2的apo form和Gre2与NADPH复合物的两套X-射线晶体衍射数据。<br>　　 我们采用分子置换法解析了Gre2和Gre2-NADPH的结构。其三维结构分为两个结构域,N-端结构域主要由Rossmann折叠构成,C-端结构域主要是由α+β的折叠模式。<br>　　 通过Gre2 apo form的结构与Gre2-NADPH复合物的结构的比较,我们发现,NADPH进入Gre2蛋白质分子的结合沟槽以后,Gre2两个结构域相互靠近,使得结合NADPH的中间沟槽变窄,这种“Induce fit”效应帮助蛋白质形成了更完善的底物结合口袋。同时NADPH上的烟酰胺环位于口袋的底部,也属于底物结合口袋的一部分。结合口袋的形成可以使得Gre2分子更容易的结合底物小分子,有利于催化反应的发生。<br>　　 Gre2作为SDR家族的成员,其催化机制与SDR其它家族成员是非常相似的。Gre2拥有一个保守的催化三联体结构,它是由Ser126-Tyr165-Lys169三个氨基酸残基组成的。其中126位丝氨酸、165位酪氨酸可以与底物分子形成氢键,并在反应过程中提供质子,169位的赖氨酸残基则为催化反应的发生提供了一个碱性的环境。通过与SDR家族的其它同源结构的比较,我们发现Gre2相对而言具有较大的底物结合口袋,这一特点有利于Gre2分子结合更多种不同的底物,这为Gre2的底物多样性提供了结构上的解释。