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随着工业发展的进程,煤与石油等非再生能源的不断消耗,废气中的二氧化碳造成的环境影响也越来越大,其处理方法受到各国的关注。在生物科学的迅速发展中,有研究发现某些生物具有固定二氧化碳的生化反应,探究如何在温和的条件下对二氧化碳进行生物固定则成为了研究热点。常温下,不需要添加任何辅助因子以及ATP,芳香羧酸脱羧酶(主要催化苯酚类衍生物)就能够转化芳香类羧酸成为芳香烃与二氧化碳,同时这个反应也是可逆的。为了推进生物法在固定二氧化碳中的应用,本文针对两种不同来源的苯甲酸脱羧酶进行了结构生物学研究。本文工作根据前人从数据库挖掘基因所获得的芳香羧酸脱羧酶基因,设计引物,成功构建克隆pET-22b-AoDHBD(Aspergillus oryzae米曲霉菌,二羟基苯甲酸脱羧酶)与pET-22b-TmSAD(Trichosporon moniliiforme毛孢子菌属,水杨酸脱羧酶),导入Rosetta(DE3)大肠杆菌中进行表达纯化,并获取大量蛋白。在结晶实验中分别获得了 7个不同的结晶条件,通过重复优化池液组分,在上海光源BL17U1和BL19U1线站分别获得了衍射分辨率达到1.76 A与2.04 A的晶体数据,从而解析了 AoDHBD与TmSAD的晶体结构。在获得了二者的结构后,我们开展了其与底物复合物的结构研究。由于AoDHBD需要通过Zn2+结合底物从而进行反应,我们在诱导与纯化时补加Zn2+,初步筛选得到8个可结晶条件,重复优化后获得了高质量的晶体,同时通过浸泡小分子的方法尝试解析蛋白与底物复合物的晶体结构。与已报道根瘤菌(Rhizobium sp.Strain MTP-10005)的RsDHBD不同,AoDHBD 的活性位点处分别是 W23、F27、A63、H167、F193、H222、D291、F296,其中F27作为关键氨基酸对于羧化与脱羧反应可能具有重大影响,于是我们设计了 F27W、F27I、F27A的突变体,准备采用野生型作为对照组进行酶动力学实验。