汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)純化、鑒定與結(jié)晶

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1、汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)純化、鑒定與結(jié)晶Expression,Purification,IdentificationandCrystallizationofMercuricIonTransporter學(xué)科專業(yè)：生物學(xué)作者姓名：王月指導(dǎo)教師：曾毅教授嚴(yán)漢池研究員天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院二零一七年五月萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并

2、表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MerC廣泛存在于革蘭氏陰性菌的細(xì)胞膜上，它能夠轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境中的汞離子及汞的化合物進(jìn)入胞內(nèi)從而將二價(jià)汞離子還原為單質(zhì)汞并排出胞外。長(zhǎng)期生存于含汞環(huán)境中的微生物進(jìn)化產(chǎn)生

3、了多種抗汞機(jī)制，MerC屬于其中最有效的一種抗汞機(jī)制-Meroperon中的關(guān)鍵成員。作為一類重要的汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，對(duì)比其它汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)特征、功能特性和相互作用方式，MerC蛋白表現(xiàn)出一種非常新穎的四次跨膜的折疊模式和依賴于自身即可完成汞跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的功能特性。此外MerC蛋白能夠極大地提高植物細(xì)胞的汞吸收效率，是生物修復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必不可少且最為關(guān)鍵的一環(huán)，有望在汞污染環(huán)境的生物治理中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。因此針對(duì)MerC蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究不僅能夠解析一種全新的膜蛋白三維結(jié)構(gòu)、闡明MerC蛋白介導(dǎo)底物選擇性結(jié)合及轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制，同時(shí)也為其應(yīng)用于環(huán)境中汞污染的治理工作提供方法依據(jù)。本研究利用生物化

4、學(xué)方法獲得大量重組表達(dá)的MerC蛋白并成功結(jié)晶，通過(guò)去垢劑置換和結(jié)晶條件梯度篩選的方法進(jìn)行MerC蛋白的晶體優(yōu)化，并利用分析超離心技術(shù)確定了MerC蛋白在溶液中的二聚體狀態(tài)。該結(jié)果對(duì)汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)方面的研究具有非常積極的推動(dòng)作用，為其應(yīng)用于汞污染環(huán)境的治理和修復(fù)的生物反應(yīng)器建設(shè)提供了更加堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：膜蛋白結(jié)晶，汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，去垢劑置換I萬(wàn)方數(shù)據(jù)II萬(wàn)方數(shù)據(jù)ABSTRACTMerC,themercuriciontransporteronthecellmembraneofgram-negativebacteria,ittransportsthemercuricionsandmer

5、curycompoundsintocellsandreducetheHg(Ⅱ)toHg(0).MerCisakeymemberofMeroperon,oneofthemosteffectiveanti-mercurymechanismsthathavebeendevelopedbytheevolutionofmicroorganismsthatsurvivedintheenvironmentfullofmercuryforalongtime.Asanimportanttypeofmercuriciontransporter,comparedwiththestructuralcharacter

6、isticsandfunctionsofothermercurytransporters,MerCpresentsanovelfoldingpatternoffourtransmembranesandfunctionfeatureswhichrelyonitselftocompletetransportingofmercury.Moreover,MerCproteincangreatlyimprovethemercuryabsorptionefficiencyofplantcells,whichisessentialinthedesignofbioremediationsystem.SoMe

7、rCisexpectedtoplayanimportantroleinthebioremediationofenvironmentpollutedbymercury.SothestructuralbiologystudyoftheMerCcannotonlyresolveakindofbrand-newthree-dimensionalstructureofmembraneprotein,explainthe