本文所述工作分为两部分，第一部分为关于白念珠菌白灰转换过程中关键调控蛋白Wor1识别结合其特征dsDNA的分子机制及对其在白灰转换过程中的功能研究，第二部分为酿酒酵母源Shu复合物的结构及其在DNA损伤修复途径中功能研究。　　白念珠菌（Candida albicans）是一种重要的人类机会性致病真菌，能进行多种形态转换以适应人体内环境，且其形态转换的能力与其致病能力直接相关。白灰转换系统是白念珠菌一种重要的形态转换系统。白灰两种状态的白念珠菌有着各自特异的菌落形态，基因表达谱，有性生殖能力和致病能力。基因WOR1被鉴定出是该形态转换过程中的主要调控因子，其通过结合多个基因启动子区域的特征序列DNA来调控下游基因的转录和表达，进而调控白念珠菌的白灰转换过程。在已测定基因组序列的真菌中都存在Wor1的同源蛋白，这些Wor1同源蛋白在各自真菌的形态转换过程或致病过程中均发挥重要的调控作用。Wor1及其同源蛋白的N端含有一个高度保守的新型DNA结合结构域，即WOPR结构域。WOPR结构域由两段保守的片段(WOPRa和WOPRb)组成，并通过一段长短不一的非保守区域相连。因此，解析这种新型DNA结合结构域的结构，对于阐明其识别结合特征序列DNA的分子机制，进而对于进一步理解Wor1发挥生物学功能的分子机制有重要的意义。　　本文解析了高分辨率的WOPR-dsDNA复合物的晶体结构，并以此为基础阐释了这一类全新DNA结合结构域特异性识别特征DNA序列的分子机制。结构分析表明，两个一级序列上被分隔的保守片段WOPRa和WOPRb并非形成两个独立的结构域，而是通过互相盘绕形成一个紧密而完整的WOPR结构域。结构比较表明，WOPR结构域代表了一类全新的DNA结合结构域。结构和生化实验结果证明，WOPR结构域中一段保守的氨基酸序列形成一个独特的环形结构(R loop)，这段保守的R loop在DNA的识别和结合中发挥非常重要的作用。R loop上的一系列保守氨基酸通过两种识别方式与DNA特征序列结合:既通过碱基识别的方式结合于DNA的大沟中，又主要以形态识别的方式结合于DNA的小沟中。另外，DNA核心基序的容差性分析也很好地解释了Wor1的WOPR结构域能与一百多个基因启动子区域的两百多个特异DNA位点结合的原因。体内功能实验结果证明，Wor1的WOPR结构域与DNA靶位点的结合为其转录激活功能所必须，在促进白灰形态转换调控中至关重要。该工作阐释了WOPR结构域识别其特征序列DNA的分子机制，阐明了WOPR结构域与DNA特征序列的识别在白念珠菌Wor1的转录激活和白灰形态转换调控中的作用机制。　　当作为遗传信息载体的DNA受到损伤后，会造成其结构和信息的改变，继而影响到DNA的复制和转录等过程，导致细胞周期停滞和基因表达失调，最终可能引发细胞的癌症或死亡。对于数量庞大、类型多样的DNA损伤，细胞进化出一系列DNA损伤修复机制，用于保证基因组的完整性和稳定性。同源重组是一类高度保守的DNA无错修复方式，能够修复包括双链断裂、链间交联在内的多种类型DNA损伤。Shu复合物是近年研究发现的一类保守的广泛存在于真核生物中，参与调控同源重组过程的多元复合物。在酿酒酵母中，Shu复合物是由Csm2、Psy3、Shu1和Shu2四个蛋白组成，通过参与同源重组途径而在DNA的损伤修复和耐受过程中均扮演了重要的角色。迄今为止，Shu1，Shu2蛋白的晶体结构及全复合物的结构信息仍然不清楚，影响了对Shu复合物在DNA损伤修复途径中发挥的功能的理解。　　本文解析了酿酒酵母源Shu复合物的晶体结构。整体结构显示，全长的四个组分蛋白Csm2、Psy3、Shu1和Shu2依次顺序相互作用形成一个V型结构，其两个亚复合物Csm2-Psy3和Shu1-Shu2分别位于V型的两侧。结构分析发现，Shu1采用了ATPase核心结构域的经典折叠方式，是一个新的Rad51旁系同源蛋白。Shu2是第一个结构获得解析的Shu2/SWS1家族蛋白，并采用了一种全新的蛋白折叠方式。Shu2蛋白除了包含家族保守的SWIM结构域以外，还包含一个插入结构域，并且都参与了与Shu1的相互作用。Shu1和Shu2通过大面积的疏水相互作用界面和少量亲水相互作用形成一个稳定的亚复合物。对全复合物结构进一步分析发现，在Shu复合物中，Psy3的N端伸出的大约20个氨基酸相比于Csm2-Psy3二元复合物结构中的Psy3发生了大约60度的偏转，并与Shu1发生了紧密的相互作用。除此之外，还发现Shu1上的Val51也同样在全复合物组装的过程中扮演着重要的角色。在结构分析的基础上，研究人员还通过酵母双杂和pull-down等实验验证了相互作用界面上关键氨基酸对于复合物形成的作用，通过酵母MMS敏感性实验发现Shu复合物的完整性对于其在DNA损伤修复途径中发挥功能是必需的。　　最后，通过进一步对复合物表面电荷分布进行分析并结合已有的生化实验数据，得到了复合物结合DNA的两个可能区域。根据两个区域的具体特征，研究人员进一步推测区域Ⅰ主要结合单链DNA而区域Ⅱ则主要结合双链DNA。并由此总结出Shu复合物结合3-overhang或fork等同源重组过程中不同形式结构DNA的分子机制。这些研究成果初步阐述了Shu复合物在DNA损伤修复途径发挥功能的分子机制。