过敏蛋白HarpinXoo三维晶体结构的研究

Harpin蛋白空间结构研究是一个全新的研究领域，属于微生物学、生物化学和植物病理学的交叉研究。Harpin是由Gˉ植物病原细菌产生的蛋白，它能诱导植物启动非特异抗病防卫基本信号通路从而产生对病原物的抗性。利用Harpin蛋白开发高效环保新型农药的研究虽然已受到美国、中国等国的高度重视，但目前对该蛋白的研究报道仅集中在抗病防虫功能及基因水平研究。申请人前期研究表明利用所建立的蛋白纯化方法制备的HarpinXoo蛋白具有较好的稳定性，适合于结晶及三维空间结构的解析。该研究通过蛋白的纯化和大量制备，获得高分辨率的蛋白晶体进而利用X射线衍射技术收集数据解析其三维晶体结构，并通过结构分析进行功能注释。本课题在国内外将率先引入晶体学及X射线衍射技术探知Harpin蛋白的三维晶体结构并预测其功能，从而为揭示其抗病机理奠定理论基础，同时可为研发新型生物蛋白农药找寻药物作用靶点。

Harpin蛋白是由革兰氏阴性植物病原细菌产生的，可诱发植物产生过敏反应从而启动非特异抗病防卫基本信号通路进而产生对病原物的抗性。本文通过基因工程手段将表达该蛋白的重组质粒在大肠杆菌中得到高效表达；利用镍柱及FPLC等方法建立了独特的纯化手段，可使每升发酵液经纯化后，获得高纯度Harpin蛋白约8 mg。 利用质谱技术获得了该蛋白的分子量为14.28 kDa，通过圆二色谱实验获得了其二级结构及生化特性等基本信息，利用蛋白质工程方法获得了该蛋白的微晶体，明确了其结晶条件，为其空间结构的解析奠定了重要的基础。此外，功能学研究证实了该蛋白具有诱发烟草抵御TMV侵染的功能和一定的植物促生功能，同时制备了该蛋白的抗体，可为研究该蛋白如何与植物互作从而增强植物对致病菌的抗性即研究其信号通路提供了重要的实验材料。