人源高尔基体蛋白GRASP55的结构与功能研究

在哺乳动物细胞中，GRASP55是重要的高尔基体结构蛋白，参与高尔基堆及高尔基带的形成，维持高尔基体结构的完整性，GRASP55的磷酸化将导致高尔基体片段化进而参与细胞周期G2/M的调控，此外它和golgin-45在高尔基体中间膜囊形成rab2效应物，维持正常的蛋白运输， 也可作为偶联MT1-MMP与Furin的接头分子参与依赖于Furin的MT1-MMP激活。目前GRASP55功能研究主要是在细胞水平开展， GRASP55发挥功能的分子机制尚不明确，对GRASP55的三维结构的研究未见任何报道。本项目将从人源GRASP55的三维结构研究入手，结合小角散射等手段，期望通过结构的解析、蛋白相互作用模式的研究，进一步在分子水平甚至是原子水平上探索GRASP55发挥功能的结构基础及分子机制，从而为高尔基体结构蛋白研究开拓新的途径。

GRASP55是高尔基体的重要的结构蛋白，参与细胞内多种功能，比如蛋白质的运输、维持高尔基体的形态及完整性等。它主要由N端的GRASP结构域及C端的富含丝氨酸/脯氨酸的SPR结构域组成。本课题原计划通过克隆、表达并纯化GRASP55的N端结构域、C端结构域及全长蛋白，分别生长晶体，以期通过X射线晶体学的方法得到蛋白结构域或是全长蛋白的结构。在我们得到N端结构域的初筛晶体后，2011年和2012年陆续有两篇文章报道了GRASP55的N端结构域（残基1-208）及突变体S189D的结构后，我们把研究焦点转向C端结构域及全长蛋白的晶体生长，目前尚在努力尝试多种方法以期获得GRASP55蛋白全长及C端结构域的晶体。.此外我们扩展了研究范围，开展Ⅱ型限制性内切酶Sau3AI的结构与功能的研究工作、含金属离子介导的碱基配对的DNA样品及特定纳米结构的DNA样品的结晶及结构解析工作，取得了一些重要的进展。其中我们解析了Sau3AI蛋白2.45埃的晶体结构（PDB ID: 4PXG）；，确定了其单体可以结合两个含有一个识别位点的DNA序列，并根据已报道的酶学性质，提出了其自抑制的酶活机制，文章已投递。我们解析了汞介导的胸腺嘧啶（T）配对的双链DNA样品的2.35埃晶体结构（PDB ID: 4R6M）；获得了含有银介导的胞嘧啶（C）配对的双链DNA样品的晶体生长条件，收获可以衍射到2.2埃的数据一套，目前正在制备溴代胞嘧啶DNA样品的晶体，以解决相位问题并解析结构；此外，获得了边长为20个碱基的DNA四面体的晶体生长条件。