单颗粒冷冻电子显微学研究蛋白质复合体的结构与功能

蛋白质复合体，蛋白质机器等生物超分子体系的三维结构、组装机制、及其与功能的关系的研究正在成为生物学研究的新热点。通过电子显微镜技术并结合图象处理技术发展起来的生物三维电子显微学已经成为一种公认的研究生物大分子复合体结构的有效手段。本研究项目旨在通过冷冻电子显微学研究蛋白质复合体的结构。主要的技术手段是单颗粒冷冻电镜技术，辅之二维电子晶体学技术，并结合生物化学、分子生物学，以及各种模型膜制备技术。研究内容包括三个方面：一，通过研究大肠杆菌间质蛋白酶DegP与底物蛋白结合的复合体结构，揭示DegP蛋白酶/分子伴侣发挥活性的分子机制。二，通过研究大肠杆菌间质蛋白酶DegP与膜结合的寡聚结构，揭示膜促进DegP蛋白酶活性的调节机制。三，通过研究全长的大肠杆菌CorA在膜上的寡聚结构，揭示CorA蛋白行使功能的结构机理。

生命体中的蛋白质往往需要形成大的复合物以完成复杂的生物学功能。对蛋白质复合体结构与功能的研究是当今生物学研究的热点和前沿。通过电子显微镜技术并结合图象处理技术发展起来的生物三维电子显微学已经成为一种公认的研究生物大分子复合体结构的有效手段。本项目基于这一技术手段研究了间质蛋白酶DegP在膜上的寡聚结构和功能、大肠杆菌Sec蛋白转运复合体的寡聚结构和生化特性、全长的镁离子转运蛋白CorA在去垢剂环境中及在膜上的寡聚结构、囊泡转运系统中重要的蛋白质NSF寡聚体及20S复合体的结构和功能。这些研究对于揭示这些蛋白质复合体在发挥生物学功能时的分子机制具有非常重要的意义。