嘌呤代谢是核苷酸代谢的核心过程，广泛参与细胞的生理生化过程，对于生物体的生长、发育、分化、增殖以及凋亡至关重要。GMP还原酶(GMPR，EC1.7.1.7)在辅酶NADPH的作用下催化GMP不可逆地脱氨生成IMP，并在重新利用胞内自由碱基和嘌呤核苷，维持腺嘌呤和鸟嘌呤核苷酸的平衡方面起着重要的作用。但目前对GMPR的作用机理、催化机制以及相关功能的研究还不清楚。本研究成功建立了人类GMPR2原核表达纯化系统，获得了高纯度(＞95％)的融合蛋白，并对其结构和功能进行了研究。采用汽相悬滴扩散法在4℃条件下培养出GMPR2与底物GMP的蛋白质晶体，收集和分析了该晶体的x．射线衍射数据，衍射分辨率为3.0A。GMPR2晶体的空间群属于P3221晶系，晶胞参数分别为a=b=110.6(A),c=209.8(A)(α=β=90°，Y=120°)。以ThermotogaMaritimaIMP脱氢酶(PDBID：IVRD)的晶体结构为模型，采用分子置换法解析出GMP还原酶家族第一个成员，即人类GMPR2与GMP复合物的晶体结构(PDBID：2A7R)。 人类GMPR2晶体结构为四个亚基组成的同源四聚物，每个单体由n个Q螺旋和14个B折叠组成，并且在核心位置都形成一个(a／6)8桶状结构。有趣的是，底物GMP通过与氨基酸残基Met269、Set270、Arg286、Ser288和Gly290发生相互作用来结合GMPR2；这就使得GMP临近的柔性结合区域(残基268-289)的构像类似于一个可以转动的铰链门——GMP结合紧密则该区域构像闭合，不然则处于无序状态。与GMPRl和IMP脱氢酶家族的结构同源性比较表明它们的活化位点环(残基179-187)的构像相似。我们推测Cysl86可能是GMPR2的活性位点，而残基129-133所在的环对结合NADPH起作用。该蛋白的晶体结构解析对于理解GMPR家族的功能活性起着重要的作用。 根据GMPR2的晶体结构分析，我们对一些关键氨基酸残基进行了定点突变实验以研究它们的生化效应。实验结果表明Cysl86和Thrl88的突变对GMPR2影响很大，几乎使GMPR2的活性完全丧失；而Serl84和Asnl32的突变会引起GMPR2的活性部分丧失。我们又对GMPR2的生物学功能进行了研究。