荞麦以其独特的生物学功能,在市场上作为健康保健食品热销,其种子中含有丰富的蛋白、黄酮类等生物活性分子,对高血压病人和血管出血等疾病具有非常显著的功效,作为一种新型的保健食品,对荞麦中所含有的蛋白质功能的研究具有非常重要的意义。谷氧还蛋白是一种广泛存在于生物体内的巯基转移酶,能够将蛋白与蛋白,蛋白与小分子间的巯基还原,从而调节细胞内氧化还原态势,对于维持体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)平衡具有重要的意义。我们先前通过对荞麦种子进行转录组测序拼接,得到了荞麦种子数据库,经过分析得到许多基因序列,这为本研究提供了基础。本研究首次在大肠杆菌中表达纯化了重组型荞麦谷氧还蛋白(recombinant buckwheat glutaredoxin,rbGrx),经纯化的rbGrx其纯度达到95%以上。凝胶电泳及凝胶排阻层析法分析表明得到的蛋白是均一性良好的谷氧还蛋白,其分子量为13.5kDa左右。酶活性测定显示,纯化的rbGrx催化比活力为120 U/mg,最适温度为45℃,最适pH8.5。为了深入了解其作用机理,我们通过X射线晶体学方法解析得到了rbGrx及其突变体rbGrx C39A的三维结构,其分辨率分别为2.05?与2.29?。在rbGrx结构中GSH与rbGrx结合为复合体,结合位点位于K36,C39,Q71,T82VP84,G95CD97氨基酸处。这与序列比对结果中保守位点的位置非常吻合,说明这些位点是大部分谷氧还蛋白(glutaredoxin,Grx)结合谷胱甘肽(GSH)所共同拥有的结合位点。但是在突变体中并没有发现GSH的电子密度,并且在突变后rbGrx失去了其巯基转移酶活性,结果表明保守位点的N端半胱氨酸为该蛋白的酶活部位及GSH结合的关键位点。本研究首次将重组荞麦谷氧还蛋白在大肠杆菌中高效表达并成功解析其晶体结构,为开展药物设计和药物筛选及荞麦食品功能研究都具有重要的理论和实践价值。