人类及其他哺乳动物Nudix蛋白超家族功能进化研究

Nudix超家族包含分布广泛的酶家族，其分享一个模体(motif)：GX(5)EX(7) REUXEE (X为任意的氨基酸残基，而U为疏水残基I、L、V和M),它可以划分为若干个组。人类细胞至少表达八个MutT模体或者Nudix脱氢酶成员，而这些酶在细胞中据信是具有清除有毒的核苷酸代谢物及调节重要的信号核苷酸的水平和它们的代谢的作用，这是个对人类的健康和疾病具有重要意义的蛋白家族。本项目拟揭示人类以及小鼠等模式动物中的Nudix超家族成员之间的内在联系，通过理论和实验的方法，研究Nudix超家族成员的特异性，从而进一步阐明超家族成员功能进化历史，为涉及Nudix超家族的疾病防治提供新的思路和新的靶点。

Nudix超家族在生物基因组中有着广泛的分布, 它们能催化的底物也是纷繁复杂。本研究项目在研究涉及基因复制事件的Nudix 超家族成员时，详细分析了NudC的蛋白结构和序列，其中包含的Nudix结构域和Nudix-like结构域存在于同一条多肽链上，这很可能是基因复制事件后基因又融合的结果，但是两结构域的序列差异较大，Nudix-like结构域又失去的催化相关的保守位点，这暗示了Nudix-like结构域可能失去了Nudix 结构域的催化能力。进化压力的分析显示Nudix-like结构域在进化中很可能处于进化压力放松的状态，Nudix拷贝继续承担原来的功能，Nuidx-like拷贝自由进化可能只起到稳定整个蛋白质的作用。第二，本项目首次鉴定了Nudix 超家族成员Nudt12/Nudt13和NudC的同源性，它们共享有三个相同的结构域，可能具有相似的催化能力，基因组的搜索表明Nudt12/Nudt13这个基因对首先在鱼类基因组中出现，在哺乳动物中Nudt12和Nudt13所承受的进化压力也有差异。 哺乳动物中Nudt13的锌指结构缺乏结合锌离子的保守Motif，功能未知。第三，在合作开发GeneSense数据库的基础上，利用GeneSense的方法推测了Nudt14可能的蛋白相互作用情况，得到其一些功能进化的信息。综上所述，本项目以Nudix 超家族某些成员为例，研究了Nudix结构域在基因复制事件后蛋白结构的变化，同时还研究了Nudix 超家族成员Nudt12/Nudt13和Nudt14功能进化的一些细节，对于Nudix 超家族研究具有重要的参考意义。.