本论文包括两部分内容:第一部分，神经营养因子低亲和力受体p75NTR胞内域结构和功能研究;第二部分，大肠杆菌YdaL蛋白的结构和功能研究。　　 神经营养因子是一类介导神经元细胞存活、生长和发挥其生物学功能所必需的一类分泌蛋白多肽，主要包括NGF、NT3、BDNF和NT4/5等。能结合并介导神经营养因子信号传递到细胞内的膜受体主要有两大类，分别为高亲和力受体Trk和低亲和力受体p75NTR。虽然亲和力有高低之分，但是结合常数都在nM级别。Trk类受体单一地选择性结合神经营养因子;p75NTR则能结合上述全部四种营养因子，结合能力相差无几，只是结合动力学性质方面存在一些差别。此外，p75NTR还能结合神经营养因子的前体形式蛋白(Pro-NTs)，并介导细胞凋亡信号。　　 除了能结合多种神经营养因子外，p75NTR还能直接或者间接结合一些新颖配体如髓鞘抑制因子（MAG、Nogo等）、β淀粉样多肽、朊粒肽、狂犬病病毒糖蛋白等等。P75NTR与这些蛋白或多肽相互作用后，引发NF-kB或者JNK通路，调节细胞的生死存亡，或者控制神经细胞轴突生长、突触可塑性，甚至与学习记忆相关联。研究p75NTR的功能发现，其与神经退行性疾病如老年痴呆症、帕金森症等的发生或发展有关系;除了在中枢或者外周神经系统中起重要作用外，p75NTR还能在免疫系统中发挥功能，如与哮喘等疾病相关;此外，还有报道p75NTR可能作为某些肿瘤或者癌症的抑制蛋白，如前列腺癌。　　 到目前为止，已经解析了大鼠p75NTR的胞外区与人源NGF的1∶2复合物晶体结构，以及大鼠p75NTR的胞外区与人源NT3的2∶2复合物晶体结构，为p75NTR识别不同配体提供了一些参考。然而，虽然不具备如Trk受体的激酶结构域，p75NTR却能介导多种信号途径，必然需要依靠其胞内域与多种接头蛋白相互作用，或者发生一些磷酸化或其它修饰，来传递不同的信号。因此，对p75NTR胞内域及其与相关蛋白开展结构和功能研究，是非常必要的。　　 在本论文中，我们对p75NTR胞内的死亡结构域及相关蛋白开展了晶体学研究，并最终解析了p75NTR胞内死亡结构域p75DD的结构(334-418aa)和p75DD-Fusion结构（p75DD与一段linker序列）。　　 在p75DD晶体晶胞中，一个不对称单位中包含一个p75DD分子，与之前解析的NMR的单体结构基本相同;除此外，两个相邻的p75DD分子以一种非对称的方式接触，接触面积占到了两分子总面积的30％。在p75DD-Fusion晶体晶胞中，我们只获得了p75deathdomain部分的结构，而没有NIRF的小肽结构;然而，与p75DD结构有所不同的是，一个不对称单位中包含两个p75DD分子，并且二者通过一个链间二硫键而形成了对称的双体，通过生化实验我们证明了这个二硫键对于双体的形成至关重要;另外，在晶胞中同样发现了p75DD晶体结构中所看到的分子间非对称接触，一分子的第五段螺旋与另一分子的第三段螺旋存在着大量的氢键和疏水相互作用。这些结构信息在p75NTR中是第一次发现。　　 基于结构信息，我们又重新构建p75NTR的完整羧基末端p75CTD蛋白(334-425aa)，获得了稳定的双体和单体形式，并与多种蛋白进行相互作用，目前结合实验还在进行中，期望为p75NTR结合各中接头蛋白的机制提供一些解释。　　 大肠杆菌中的YdaL蛋白长约187个氨基酸，根据序列比对发现，其只包含一个SMR(SmallMutS-Related)结构域，而不存在其他的三维结构模块。SMR结构域来自MutS及同源蛋白的序列比较，在原核生物中存在于MutS2蛋白的羧基末端，在真核生物如人类中的B3BP蛋白的羧基末端。MutS是DNA错配修复途径(MisMatchRepair)中识别错配碱基的重要蛋白，与MutL和MutH形成了复合物，开启DNA错配修复途径。MutS2是MutS的同源蛋白，但是不具备可识别错配碱基的结构域，有实验表明MutS2主要功能是抑制DNA同源重组，进一步研究发现其所拥有的核酸内切酶活性正是来自羧基端的SMR结构域。　　 生化研究表明SMR结构域可结合多种DNA形式，如单链、双链、D-loop、HollidayJunction等，并倾向结合分支的DNA结构。2008年分别解析了来自嗜热菌的MutS2末端SMR晶体结构和来自人的B3BP蛋白末端SMR的核磁结构，其结构组成呈α螺旋和β折叠双层三明治形式。　　 然而，SMR结构域除了连在MutS2或B3BP蛋白的C末端外，在原核生物中，还存在于一类序列长约200个氨基酸的小蛋白中，如大肠杆菌中的YdaL蛋白。我们获得了YdaL蛋白全长晶体，但是没能进一步解析其结构;最终我们获得了YdaL蛋白39-175位序列的结构，分辨率达2.3(A)。在YdaL39-175蛋白结构中，同样包含核心的SMR结构域，与已解析的几个SMR结构非常相似，除了构成可结合DNA的几段Loop区域长度有所不同。此外，在YdaL39-175结构中，N端(39-84aa)序列构成了一个新颖的belt环绕在核心SMR结构域周围，并存在多处的氢键、盐键和疏水相互作用。生化实验表明，YdaL39-175蛋白可结合DNA并进行酶切作用，但是结合能力及酶切效率比全长的YdaL蛋白稍微弱一些，意味着YdaL蛋白的N端在结合DNA方面可能有一定辅助作用。经过序列比对，这样的belt结构也可能存在于其他只包含SMR结构域的小蛋白中。