色氨酸(Trp)是包括植物生长素在内的许多天然产物的前体,在植物生长、发育、繁殖、防御等过程中起着很重要的作用。在色氨酸的合成通路中,分支酸在邻氨基苯甲酸合酶(AS)的作用下生成邻氨基苯甲酸,是色氨酸生物合成途径的限速步骤。AS由α大亚基和β小亚基(分别称之为ASα和ASβ)组成,它们可以形成α/β二聚体或α2/β2四聚体。β亚基属于谷氨酰胺转移酶家族,通过水解谷氨酰胺生成氨和谷氨酸,为α亚基提供氨基;α亚基利用氨,催化分支酸生成产物邻氨基苯甲酸和谷氨酸,且α亚基大亚基上存在Trp反馈抑制位点。在自然界中,植物、真菌和细菌能够合成色氨酸,但是动物中不能合成。在色氨酸的生物合成途径中,对终产物Trp反馈抑制不敏感的植株,色氨酸的含量能显著提高,从而提高作物的品质。在现代农业生产上,许多除草剂是通过抑制植物中氨基酸生物合成通路中的关键酶来实现的,因此AS可能作为植物抗除草剂的靶标。AS催化调节机制的研究对于植物的功能及筛选除草剂具有指导性的意义。目前已经解析了四种微生物AS的晶体结构,但高等植物AS的结构尚未解析。植物和微生物有45%的序列相似性,因此原核生物的AS晶体结构为我们解析植物AS结构提供了理论性的指导。本论文我们将通过生物化学和结构生物学方法解析AS,与底物、抑制剂Trp的共晶结构,以及AS的催化机理、反馈抑制机理,为除草剂的研究、以及提高作物的品质提供理论指导。结构的研究主要是通过X-ray晶体学的方法。AS大亚基和小亚基分别由ASA1、ASB1编码,构建ASA1-ASB1大小亚基共表达载体,转化至大肠杆菌中表达目的蛋白,并进一步利用一系列生物化学的方法获得高纯度的AS复合物蛋白质,纯度为99.5%。接着对酶的生物活性鉴定,随着蛋白浓度的升高,AS的活性在不断的增高;随着抑制剂色氨酸浓度的升高,AS的生物学活性在不断的降低。利用结构生物学和生物化学的方法获得复合物晶体,接着在同步辐射光源收集结构的数据图,最终获得分辨率为7?的晶体。并且通过结构预测软件得出AS的结构。