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目前,对几丁质酶基因(chi)表达调控研究主要在链霉菌中进行,而有关芽胞杆菌几丁质酶表达调控的研究报道较少。本实验室前期研究工作中发现苏云金芽胞杆菌(B. thuringenesis)中几丁质酶基因(chiA,chiB)上游含有类似dre的顺式调控元件,该段序列的改变或缺失可导致几丁质酶表达类型由诱导型转变为组成型,同时发现识别该dre位点的调控蛋白YvoA。据报道,YvoA蛋白调控调控作用与DasR类似,而DasR是链霉菌中调控几丁质及其水解产物代谢的关键调控因子,但Bt中YvoABt蛋白结构及调控机制尚不清楚。 本研究克隆、表达并纯化了苏云金芽孢杆菌Bti75菌株中的YvoA蛋白,凝胶电泳迁移率变动分析(EMSA)证实YvoABt与含dre序列的DNA片段特异性结合。通过搜索蛋白数据库(PDB)找到YvoABt的同源模板,采用Swiss-Model在线建模软件进行蛋白三维模型的构建,以此蛋白模型作为受体蛋白、氨基葡萄糖6-磷酸(GlcN-6-P)为配体分子,在Discovery Studio2.5软件平台进行了分子对接实验,以研究YvoABt与效应物相互作用的分子机制。依据同源建模及分子对接结果,对yvoA基因进行了定点突变,转化E. coli XL21菌株异源表达、纯化得到突变的YvoABt蛋白,并进行EMSA实验检验突变蛋白YvoABt与DNA、效应物之间的相互作用。共进行了12个氨基酸位点的突变。最终发现2个氨基酸位点分别是与DNA和效应物分子结合的重要的氨基酸。实验结果表明,位于YvoABt蛋白N端HTH结构域的第17位谷氨酸Glu突变为甘氨酸Gly后,YvoABt将不能与DNA结合。推测可能是原有的α-螺旋被破坏,进而影响到功能的丧失。由此也可以证明YvoABt的N端HTH同样作为DNA-蛋白质相互作用的motif。而C端效应物结合域中,带有正电荷的氨基酸侧链对效应物分子(GlcN-6-P)的“锚定”具有关键作用,在第135位点Arg突变为Gly后,EMSA实验结果表明YvoABt不能够与效应物分子结合,因此失去了解除YvoABt与DNA结合的作用,使几丁质酶基因不能够在诱导情况下表达。通过突变的方法研究了YvoABt蛋白与调控DNA序列以及与效应物之间的相互作用,初步了解YvoABt蛋白分子中影响其调控功能的关键氨基酸位点。本文为深入研究YvoABt蛋白调控过程中的构象改变方式、进而阐述苏云金芽胞杆菌几丁质酶表达调控机制奠定了研究基础。