谷胱甘肽转移酶(glutathione transferases，简称GSTs)是广泛存在的具有解毒功能的一类超家族酶。它通过催化各种疏水底物和还原型谷胱甘肽(reduced glutathione，简称GSH)的巯基发生偶联反应，使产物的水溶性增加，毒性降低，易于排出体外。κ型GST(简称GSTK)是存在于线粒体的，人们了解较少的类型。最近报道来自人的GSTK(简称hGSTK)还定位在过氧化酶体中，除了谷胱甘肽转移酶的活性以外，还具有低的过氧化酶活性。　　 本论文表达纯化了hGSTK蛋白并生长了两种晶型的晶体。我们用多对同晶置换法测定了hGSTK晶型B的结构：用浸泡法制备了hGSTK晶型B的重原子衍生物，用SOLVE程序自动解析重原子的位置，并用RESOLVE程序进行电子密度修饰，计算得到hGSTK晶型B在3(A)分辨率的电子密度图，用程序O和TURBO完成一个亚基的肽链跟踪，建立了初始模型。然后用这个初始模型作为搜索模型分子，用分子置换法得到晶型A的初始模型。用CNS程序进行hGSTK晶型A的结构精修，最终1.93(A)分辨率下的R因子为17.9％，Rfree为20.3％。　　 结果表明hGSTK和最近报道的来自鼠的GSTK(简称rGSTK)在三维结构上非常相似。GSTK为二聚体，每个亚基由两个结构域组成，即含硫氧还蛋白拓扑结构的结构域Ⅰ(简称TRX-like结构域)和富含α-螺旋的结构域Ⅱ。其他类型GST的结构域Ⅰ和结构域Ⅱ之间都是由一个肽段连接，而在GSTK中结构域Ⅰ被分成两个部分，结构域Ⅱ则是插入到这两个部分之间。另外，在hGSTK的结构中，底物GSH的巯基被氧化成为亚磺酸基团,结合在活性中心(G位点)的是谷胱甘肽亚磺酸(glutathione sulfinate，简称GSF)。虽然GSTK与其它类型GSTs之间完整的一级结构同源性和整体三维结构的相似度很低，但如果只对TRX-like结构域的序列和三维结构进行比较，可以发现，κ型与θ型之间比κ型与其它类型GSTs之间的序列同源性和三维结构的相似性都要高一些，说明κ型与θ型之间比与其它类型GSTs之间在进化过程中有更为密切的关系。而hGSTK的TRX-like结构域与谷胱甘肽过氧化酶(GPx)也很相似，暗示着GST与GPx在进化过程中也有联系。　　 甲醇脱氢酶(methanol dehydrogenase，简称MDH)是存在于甲基营养菌中含有辅基pyrroloquinoline quinone(简称PQQ)的酶，它能催化甲醇氧化为甲醛的反应。据报道，其它伯醇也可以作为反应底物。根据本课题组以往测定的来自细菌MethylophilusW3A1(简称W3A1 MDH)在1.9(A)分辨率的结构中，辅基PQQ的C5原子为四面体构型，处于还原态。该结果以及国外报道的其它含辅基PQQ的脱氢酶的结构研究，表明该反应为酸/碱催化的氢转移机理。　　 本论文用接种法制备了W3A1 MDH分别在高浓度甲醇或乙醇存在下的晶体(简称MEDH-MEOH和MEDH-ETOH)，属于新晶型。用分子置换法测定新晶型母体的晶体结构，再用差值傅立叶变换法分别得到MEDH-MEOH和MEDH-ETOH的结构。用CNS程序精修，最终分辨率为1.6(A)和1.7(A)。　　 对MEDH-MEOH和MEDH-ETOH活性中心结构进行了比较。MEDH-MEOH的PQQC5原子是四面体构型，为C5-还原态；而MEDH-ETOH的PQQ为平面构型，处于氧化态。在这两个结构中，PQQ的5位羰基附近都有一个水分子。这些结果表明，乙醇可能因为较大的空间位阻，因此不能进入活性口袋，PQQ保持平面构型；而底物甲醇存在时，发生了酶反应，导致了PQQ的C5原子的构型发生了变化。由此说明，PQQ构型的变化是由底物诱导的。