微生物降解4-硝基酚途径中关键酶的结构与功能研究

4-硝基酚是多种化工产品的重要原料，对人体有很强的毒性与致癌性。工业上的广泛应用使其成为一种重要的环境污染物。微生物能利用4-硝基酚进行生长并实现污染物的完全降解，其微生物代谢途径及其机理最近得到了深入的研究。在Pseudomonas sp. WBC-3菌株中，4-硝基酚单加氧酶（PnpA），对苯二醌还原酶（PnpB）催化4-硝基酚代谢的起始反应，即催化4-硝基酚经对苯二醌生成对苯二酚; 而对苯二酚双加氧酶（PnpCD）催化的对苯二酚开环反应为4-硝基酚下游代谢途径的关键步骤。目前对这些蛋白质的结构与功能的研究缺乏，整个反应途径的催化机理尚未在分子水平上得到阐明。本项目拟运用X射线晶体学的方法系统的测定PnpA，PnpB和PnpCD三个酶及其与底物复合物的三维结构，在原子分子水平阐明活性中心精细结构,并结合活性位点定点突变的结果从而揭示其底物识别与催化反应的机理。

测定了4-硝基酚降解途径中PnpB, PnpE的晶体结构并对其结构与功能的关系进行了深入分析与生化实验验证。获得了PnpCD复合物的晶体并收集到一套中等分辨率数据，再有一套反常散射数据既可得到结构。PnpE的研究结构已经发表BMC Struct Biol. 2013 Nov 19;13(1):30。PnpB的相关论文正在撰写中。