腈水合酶（Nitrile hydratase,简称NHase,EC 4.2.1.84）是一种能够催化腈类化合物通过水合反应生成酰胺类化合物的金属酶,由α和β两种亚基构成。按照活性中心结合的金属离子不同,可将NHase分为铁型腈水合酶（Fe-NHase）和钴型腈水合酶（Co-NHase）。NHase的生物合成需要一种激活蛋白的参与,其能辅助NHase摄取金属离子及完成翻译后修饰。根据前期研究,玫瑰色红球菌Rhodococcus rhodochrous J1中低分子量型腈水合酶（L-NHase）的成熟过程遵循“亚基自身交换”机制,即:不含钴离子的脱辅基酶apo-α₂β₂和含钴离子的蛋白复合物holo-αe₂之间发生α亚基的交换,从而形成具有活性的全酶holo-α₂β₂。参与“亚基自身交换”过程的激活蛋白e与其它Co-NHase激活蛋白在Co-NHase的翻译后成熟过程中发挥了关键作用,但相关的研究较少,其作用机制尚未明确。本研究通过分子生物学、结构生物学和生物信息学等技术,解析激活蛋白e以及其它来源Co-NHase激活蛋白的结构与功能,主要研究结果如下:（1）L-NHase（holo-α₂β₂）及蛋白复合物holo-αe₂的结构生物学解析。通过高效异源表达,并结合硫酸铵沉淀、阴离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等蛋白纯化技术,获得了高纯度及高浓度的L-NHase及蛋白复合物holo-αe₂。进一步通过座滴式蒸汽扩散法进行蛋白结晶条件的筛选和优化,成功制备了高质量的L-NHase晶体,结晶条件如下:蛋白浓度为70 mg·m L^-1,缓冲液为0.1 M BIS-TRIS丙烷（pH=9.0）,沉淀剂为35%（W/V）PEG 6000。通过X射线衍射,获得了分辨率约为3?的L-NHase晶体衍射数据。（2）蛋白复合物holo-αe₂及激活蛋白e的稳定性研究。对纯化后的蛋白复合物holo-αe₂进行稳定性检测,发现在4℃下静置4 d后,激活蛋白e发生自发降解,同时引起α亚基条带的断裂,但添加广谱蛋白酶抑制剂可以抑制激活蛋白e的降解和α亚基的断裂。对单独表达、纯化的激活蛋白e进行稳定性检测,发现其同样表现出自发降解的现象,表明激活蛋白e性质不稳定,可能具有蛋白酶活性。（3）多种来源Co-NHase激活蛋白的结构与功能解析。将4种异源Co-NHase激活蛋白g、p、c和a与L-NHase分别组合共表达,发现其均能通过协助α亚基摄取钴离子,从而对L-NHase产生激活作用,其中激活蛋白a的作用与激活蛋白e相近,激活蛋白g的作用最弱。通过序列分析和结构模拟,发现激活蛋白e、g、p、c和a均含有激活蛋白保守结构域TIGR03889,其与β亚基的N端序列具有一定程度的相似性,激活蛋白e和g的N端结构和C端结构存在差异。将激活蛋白g的N端序列替换为激活蛋白e的N端序列,并将激活蛋白e的C端序列添加至激活蛋白g的C端,能够使L-NHase的比酶活提高178.40%。