蛋白质和核酸是生物体内重要的生物活性大分子,两者的相互作用广泛存在于各种生命活动的调节中。研究生物体中蛋白质与核酸的相互作用,对于深入了解诸如细胞内遗传信息的传递途径、免疫信号转导等关键的生命活动具有重大意义。因此研究蛋白质与核酸相互作用的精确分子机制一直是分子生物学领域研究的重点。研究表明,在蛋白质与核酸相互作用过程中,蛋白质通过形成特定的三维空间结构与核酸相互作用,从而行使它们特异的生物学功能。核酸分子同样也通过特殊的高级结构或者表观遗传修饰与蛋白质相互作用,从而影响蛋白质分子构象及其生物学功能。本文围绕蛋白质与核酸相互作用的研究方向,应用结构生物学的研究手段,特别是生物大分子晶体衍射技术,综合分子生物学、生物化学以及细胞生物学等技术路线,分别对两种蛋白质生殖支原体核糖核酸酶R（Mycoplasma genitalium RNase R,MgR）以及异质核核糖核蛋白 A2/B 1（heterogeneous nuclear ribonucleo-protein A2/B1,hnRNPA2/B1）特异性识别核酸的精确分子机制展开研究。第一部分研究工作是MgR识别底物RNA上2’-O-甲基化修饰的分子机制研究。研究报道,MgR能高效地水解单链RNA,双链RNA以及具有高级结构的RNA。更重要的是MgR能够识别RNA上的2’-O-甲基化修饰。这种甲基化修饰是在RNA甲基化转移酶作用下,在核糖核苷酸核糖的2’-OH位置上发生甲基化的化学修饰。研究报道,2’-O-甲基化修饰广泛存在于mRNA、tRNA、rRNA、miRNA等RNA中,而且在维持RNA稳定性、基因表达调控以及天然免疫应答等细胞活动中发挥非常重要的生物学功能。但是准确高效地检测2’-O-甲基化修饰是表观遗传学研究当中的一个瓶颈。MgR的这种独特的酶活性质,使其在检测RNA上2’-O-甲基化修饰以及获取RNA结构信息方面具有潜在应用价值。将为深入研究RNA上2’-O-甲基化修饰与重大疾病的关系开辟新思路。尽管人们已经获得一些RNaseⅡ/RNB蛋白家族中其它成员的结构信息,但是这些结构信息还不足以准确理解MgR识别底物RNA上2’-O-甲基化修饰的分子机制。本课题以MgR作为研究对象,从生物化学和结构生物学角度,研究MgR水解RNA底物以及识别RNA上2’-O-甲基化修饰的分子机制。我们首次解析了MgR（分辨率为1.98 ?）、MgR与ssRNA复合物（分辨率为2.2 ?）、MgR与dsRNA复合物（分辨率为2.0 ?）、以及MgR与2’-O-甲基化修饰的ssRNA复合物（分辨率为1.9 ?）的高分辨率晶体结构。采用结构域替换的方法确定了 RNB结构域是MgR识别RNA上2’-O-甲基化修饰的关键结构域。采用点突变的方法确定了 MgR的第277位脯氨酸是关键氨基酸。同时检测了其它的氨基酸突变体对于MgR水解酶活性的影响。我们发现MgR（S562G）有潜力成为更好的分析RNA上2’-O-甲基化修饰的新型工具酶。本研究为深入研究临床样本的RNA上2’-O-甲基化修饰提供了新思路。第二部分研究工作是宿主细胞核内病原体DNA感受器hnRNP A2/B1二聚化的分子机制研究。近期研究报道hnRNPA2/B1是的一种新型细胞核内DNA感受器。当宿主细胞遭受DNA病毒感染时,hnRNPA2/B1通过识别病毒DNA,形成同源二聚体完成核质转运,从而激活免疫应答信号通路,促进和增强Ⅰ型干扰素的产生。但是hnRNP A2/B1识别DNA形成二聚体的分子机制尚未研究清楚。因此我们采用和第一部分研究工作比较相似的实验手段,最终获得高分辨率的hnRNPA2/B1与DNA复合物晶体结构（分辨率为1.6?）。我们首次捕获到ssDNA独特的U-型构象诱发hnRNP A2/B1形成一种新的“面对面”形式的特殊的二聚体界面作用模式。我们还发现U-型ssDNA以及U-型突起dsDNA是hnRNP A2/B1二聚体形成的必要条件。本研究深化了目前对细胞核内DNA感受器识别病原体DNA的分子机制的理解,对了解宿主细胞天然免疫应答的过程、开发新型抗病毒药物具有重要意义。