1.酿酒酵母单巯基谷氧还蛋白家族中Grx5的结构和功能分析谷氧还蛋白（Grxs）是一类小分子量的蛋白。它们以GSH作为电子供体来催化还原蛋白质间以及蛋白质和小分子化合物间所形成的二硫键。根据活性位点中的半胱氨酸的数量,谷氧还蛋白又可以被分为谷氧还蛋白双巯基家族（含有CPY/FC motifs）和单巯基家族（含有CGFS motif）。相对于双巯基家族来说,我们对谷氧还蛋白单巯基家族的催化机制还了解较少。单巯基谷氧还蛋白Grx5作为单巯基家族的代表,是唯一定位于线粒体中的单巯基谷氧还蛋白,并且在铁硫簇的生物合成中扮演重要角色。在酵母的GRX5缺失株的体内细胞生物学研究表明,Grx5对于细胞的生长是必须的。通过一级结构序列的比对发现,Grx5只含有一个Grx结构域。除了在活性区域CGFS有一个保守的半胱氨酸（Cys60）以外,Grx5在C端仍有一个非保守的半胱氨酸（Cys117）。氧化态Grx5作为反应中间体,它的形成依赖于Cys60和Cys117之间形成二硫键。为了从结构生物学的角度阐释Grx5的功能,我们从酵母cDNA中克隆了野生型的Grx5及其突变体（Cys117Ser）的基因序列,克隆和纯化得到了高纯度蛋白。经过晶体筛选得到粗晶,优化后得到1.67 ?高衍射分辨率的野生型晶体和2.60 ?的突变体（Grx5 Cys117Ser）晶体,同时解析了野生型Grx5还原态的结构。我们发现,Cys60和Cys117之间要形成的分子内二硫键使Grx5发生局部的构象变化,而且从Grx5与GSH的接合位点与Grx1和Grx2存在着差异,因而使其不具有经典的Grx活性。2.酿酒酵母单巯基谷氧还蛋白家族中Grx5的活性研究Grx5全长有150个氨基酸,我们在分子克隆中去除了N端29个氨基酸的信号肽。Grx5与其他物种的单巯基谷氧还蛋白显示出很高的序列同源性,并都具有CGFS活性序列。在酵母的GRX5缺失株的体内细胞生物学研究表明,GRX5对于细胞的生长是必须的,但它不能使细胞致死。Grx5在经典的HED测定体系中不显示活性,说明氧化态Grx5不可以直接被GSH还原。但是通过我们建立的活性测定体系,证明氧化态的Grx5可分别被酵母Grx2和Trr2还原。在线粒体中,Grx5在铁硫簇合成中扮演重要的角色。Grx3,Grx4和Grx5这三种单巯谷氧还蛋白在铁流簇的生理功能及其代谢的协同作用控制着酵母体内铁离子浓度的平衡。根据上述Grx5电子传递通路的生物化学测定,我们在体外无氧的环境下,对Grx5接合Fe-S cluster的复合物进行了体外重新构建。