《稻瘟病菌轉錄因子MoPCG2p的晶體結構解析》是依託中國農業大學，由劉俊峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稻瘟病菌轉錄因子MoPCG2p的晶體結構解析
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：劉俊峰
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由稻瘟病菌引起的稻瘟病是嚴重危害水稻安全生產的真菌性病害。選擇在稻瘟病菌的致病性中發揮重要作用的蛋白質作為靶點，篩選出特異高效環境友好的新型農藥是建立稻瘟病安全有效控制技術的重要基礎。前期研究證明：缺失APSES類轉錄因子的基因導致稻瘟菌菌落生長緩慢,喪失了對水稻的致病性，說明APSES類轉錄因子是稻瘟病菌致病性所必需的；其中一個APSES轉錄因子MoPCG2p在體記憶體在兩種蛋白形式，全長蛋白和缺失部分C端的剪下蛋白， 雖然兩者均具有一個共同的轉錄激活區域，但後者沒有轉錄激活活性。本研究擬利用分子遺傳學和蛋白質晶體學手段，分析MoPCG2p的功能區域和彼此間的相互作用，獲得含有這些功能區域蛋白質的三維精細結構,以闡明MoPCG2p控制轉錄的調節機制，為開展基於結構的新型抗稻瘟病藥物設計的研究提供理論依據和指導
結題摘要
Pcg2是釀酒酵母APSES轉錄因子Mbp1和Swi4在稻瘟菌中的同源物，在稻瘟菌致病過程中起著重要的作用。Mbp1 DNA結合區域的結構早已經解析，其DNA複合物的結構尚未見報導，因而其結合DNA調控下游基因表達的結構基礎尚不明了。我們通過結構生物學手段解析了Pcg2的DNA結合結構域與三種不同順式作用元件MCB box複合物的晶體結構，揭示了其與MCB-DNA結合的精細機制。發現Pcg2蛋白分子Helix-A，Helix-B，wing和20-loop等四個二級結構參與了和DNA一條鏈的結合，其中Helix-B和wing結合DNA的大溝、小溝，而Helix-A，20-loop與DNA非特異性結合，是一種新的wHTH模體DNA結合模式。wing中的2個谷氨醯胺殘基Q82和Q89在其中起了重要作用。該結構也是第一個APSES類轉錄因子蛋白DNA複合物晶體結構的報導，對於該類轉錄因子調控機制研究具有重要意義。 我們還解析了與SCB具有高親和力的Pcg2 DBD Q82C突變體蛋白的晶體結構，其與SCB複合物的晶體生長條件的篩選工作以及複合物溶液結構的分析正在進行中。同時，我們還對稻瘟菌中另外兩個致病相關的APSES轉錄因子MoSwi6和Mstu1進行了表達純化以及晶體生長條件的篩選，相關工作正在進行中。 MoSub1是人源PC4和酵母Sub1在稻瘟菌中的同源蛋白，遺傳分析表明MoSub1可能是氮素缺乏時稻瘟病菌菌絲生長的負調控子。它們都擁有高度保守的ssDNA結合結構域，但其序列及功能也存在著差異，且這些差異的結構基礎尚未見報導。在本項目的支持下，我們解析了MoSub1的1.79 Å解析度的晶體結構。該模型中有兩處PC4中不存在的新結構，分別位於其ssDNA結合結構域N端的和C端區域。其中C端區域只在Sub1和MoSub1中存在，與二聚體界面的兩個а-螺旋存在相互作用，這可能是PC4和MoSub1功能差異的原因之一。這一研究為我們更加深入的了解PC4類單鏈DNA結合蛋白的調控機制提供了結構基礎。
