动物细胞、细菌或者病毒表面蛋白与受体的相互作用对于细胞免疫分子识别和细菌、病毒在宿主中的感染及传播至关重要。因此，研究表面蛋向及其与受体的相互作用有助于理解其发挥作用的分子机制和以此为基础的特异性药物的开发设计。本论文分别以成对免疫球蛋白样受体(Paired Immunoglobulin-liketype2 Receptor，PILR)，组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex，MHC)与T细胞受体(T Cell Receptor，TCR)，以及烯醇化酶(eno lase)为研究对象，对其结构和功能进行了系统研究，以期阐明病原微生物与宿主的相互作用以及免疫细胞识别的分子机制。　　PILRα是PILR家族中的抑制型受体，其成对的激活型受体是PILRβ。在小鼠中PILRα/β的天然配体是CD99，另外，有研究表明，尽管PILRα与PILRβ有很高的序列相似性，但是仅PILRα与单纯疱疹病毒(HSV-1)上的gB蛋白相互作用成为HSV-1进入细胞的共受体。因此，本研究希望通过解析PILRα/β的晶体结构来阐释PILRα/β与配体以及与gB分子相互作用的分子机制。论文成功解析了PILRα和PILRβ的结构，发现其构象与唾液酸结合蛋白(sialicacid-binding Ig-like lectin，SIGLEC)类似，并具有siglec家族配体结合位点的保守氨基酸。表面等离子共振实验(surface plasmon resonance，SPR)显示PILRα只识别唾液酸化的gB分子，这表明PILRα是通过与唾液酸的结合而介导与gB相互作用。尽管PILRα和PILRβ有非常相似的结构，但gB只结合PILRα，当PILRβ底物结合位点109L被W替换后，突变的PILRβ(PILRβL109W)能够结合gB。同时本论文还获得了PILRβ突变体（PILRβL109W）与唾液酸复合物的晶体结构，由此进一步确定PILRα结合唾液酸的特性。PILRα、PILRβ以及PILRβL109W-唾液酸复合物晶体结构的解析，为理解PILRα-gB识别机制以及PILRα与其他配体的相互作用奠定理论基础。　　TCR通过与抗原递呈细胞或靶细胞上的MHC(在人体中称为人白细胞抗原，Human Leukocyte Antigen，HLA)-多肽复合物的相互作用实现免疫应答的抗原识别，这个过程包括MHC对多肽的特异结合，TCR对多肽与MHC复合物分子的识别。在此过程中交叉递呈现象广泛存在，Ueno等人发现，TCR589能够识别同一条人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)多肽(IPLTEEAEL)与四个不同HLA分子（HLA-B*3501，HLA-B*5101，HLA-B*5301，HLA-B*0702）形成的复合物。本论文希望通过解析复合物结构来了解它们的分子机制。本论文成功解析了HLA-B*3501与多肽复合物以及TCR的单体结构。一般来说，B3501递呈的典型多肽的锚定残基为P2脯氨酸(Proline，P)，P9酪氨酸（Tyrosine，Y），在本论文的结构中，锚定残基分别为脯氨酸和C末端的亮氨酸(Leucine，L)说明该多肽与B3501的结合比经典的多肽亲和力低。在本论文TCR结构中，β链的V区含有的精氨酸可能对于多肽识别起到重要作用。　　烯醇化酶是一个广泛存在于原核和真核细胞中保守的胞内金属酶。该酶定位于细菌表面，可以结合血纤蛋白酶原，帮助细菌定植与入侵宿主细胞。该酶在多种细胞（T细胞、B细胞、中性粒细胞、单核细胞、神经细胞以及上皮细胞）表面的功能尚不确定。2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype2，SS2)，是一种动物性病原，可在人群中引起严重的链球菌毒性休克综合征，已在中国西南地区引起两次大的暴发。最近研究鉴定SS2烯醇化酶是一个重要的保护性抗原，可以保护小鼠免于致命猪链球菌的感染。本论文解析了烯醇化酶的结构，该酶在晶体中经对称操作呈八聚体排列，我们通过分析超速离心进一步证实该酶在溶液中也是八聚体。我们的这些结果表明，八聚体是烯醇化酶在体外（很可能也是体内）的生物活性单元。同时我们还进一步研究了这个酶与血纤蛋白酶原的结合特性，对可能的关键氨基酸进行了突变，发现并不影响其结合。本研究有助于了解猪链球菌特性，抵抗病原菌入侵。　　总之，本论文通过晶体学方法和体外结合实验系统研究了PILRα/β、TCR等蛋白及其与配体之间的相互作用特性，解析了猪链球菌烯醇化酶的结构，为解释细菌、病毒与宿主以及免疫细胞间的相互作用模式奠定结构基础。