黄素氧还蛋白是广泛存在于原核生物中的一类重要的电子传递载体,主要通过非共价键结合的FMN分子实现电子传递,参与了众多的生物学途径。黄素氧还蛋白分为长链黄素氧还蛋白和短链黄素氧还蛋白两大类。研究人员已经对黄素氧还蛋白进行了大量结构和功能方面的研究。结果发现脱辅基态短链黄素氧还蛋白MioC的FMN分子结合区处于多种构象的动态平衡当中,而脱辅基态长链黄素氧还蛋白IsiB的晶体结构中FMN分子结合区结合有一个阴离子,FMN分子结合口袋处于封闭状态。这种闭合构象不利于FMN分子结合,也与其他实验数据相矛盾。更重要的是对于长链黄素氧还蛋白,目前还十分缺乏用于联系蛋白静态结构和生物功能的动力学方面研究。因此本论文中以大肠杆菌长链黄素氧还蛋白FldB为研究对象,利用核磁共振技术对其结构和动力学性质进行了研究,并将其与短链黄素氧还蛋白MioC进行了系统性的比较。　　本论文的工作主要包括:　　(1)首次同时解析了长链黄素氧还蛋白FldB在脱辅基态(apo)和全酶态(holo)下的溶液结构。Apo-FIdB和holo-FldB都具有典型的α-β-α三明治结构,结构核心由5个平行的β片形成的中间层以及分布在β片层两侧的5个α螺旋构成。与之前解析的脱辅基态的晶体结构明显不同的是,apo-FldB溶液结构中由P-loop,50s loop和90s loop组成的FMN分子结合区的结构十分松散,并不是处于单一的闭合构象。FMN分子结合后,FldB的整体结构特别。FMN分子结合区的结构得到很大程度上的稳定。　　(2)首次研究了长链黄素氧还蛋白FldB在脱辅基态和全酶态的主链动力学性质。Apo-FldB蛋白的FMN分子结合区及邻近的loop区同时存在皮秒到纳秒时间尺度的快速内部运动和微秒到毫秒时间尺度上的构象交换。而holo-FldB中以上两个时间尺度上的运动性都明显减弱,整体结构刚性显著提高。　　(3)比较了长链黄素氧还蛋白FldB和短链黄素氧还蛋白MioC的三维结构和主链动力学性质。分析得到了长链黄素氧还蛋白和短链黄素氧还蛋白在结构和动力学性质上的共性,包括:长链黄素氧还蛋白和短链黄素氧还蛋白在脱辅基态和全酶态都具有相似的α-β-α的三明治折叠;在结合FMN分子之前,黄素氧还蛋白的FMN分子结合区都处在多种构象的动态交换当中;FMN分子的结合很大程度上稳定了黄素氧还蛋白的构象,特别是FMN分子结合区被稳定在闭合构象。