一個以Pro替代Gly的非典形thioredoxin活性區

Abstract

屬於thioredoxin 超級家族的氧化還原酵素的活性區含有CXXC 之主題結構。在 thioredoxin 此序列是CGPC，且從大腸桿菌到人類具有高度的保留性。有趣的是在 Arabidopsis thaliana 和Populus trihocarpa cv. Trichobel 所含有的多個thioredoxin h 當中， 竟然有些呈現Gly→Pro 的轉變於第一個X 處。目前對這種蛋白的性質，以及第一個X 位置Gly/Pro 相互轉變之影響的研究，提供了我們相當複雜的功能上之結果。但其機制 原理卻無真正的研究。 任何的氧化還原酵素在執行功能時必須將電子轉移至其標的物。功能上最終結果實 際上是其與標的物間交互作用，以及酵素氧化還原性質的縱合表現。在此計畫中，我們 用大腸桿菌thioredoxin 來探討究竟第一個X 位置Gly 到Pro 的轉換是改變其氧化還原性 質或是其與標的物間的作用，或者兩者皆受影響。我們將用定點突變把此位置由Gly 改 變成Pro，然後純化出突變種及野生種蛋白。接著我們將研究突變種與野生種蛋白的直 接氧化還原平衡，cysteines 的有效濃度，以及用thioredoxin reductase 所催化的蛋白質還 原反應所得的氧化還原電位。由這些可得知突變種與野生種的氧化還原性質有無改變。 我們也將利用數種噬菌體在攜帶突變種及野生種thioredoxin 基因的菌株下的平盤效率 來評估Gly→Pro 替代對於蛋白質間交互作用的影響，如此可排除氧化還原的影響。此 外，我們也將比較突變種與野生種蛋白質在氧化態與還原態下的結構和穩定度。這些研 究將使我們對Gly→Pro 替代的根本效應及為甚麼須要採用非典型的Pro 於CXXC 主題 結構有更深入的瞭解。