摘要
Nudix水解酶是一类在系统发育上广泛分布的水解酶超家族，它催化连接一个X基团的核苷二磷酸水解为单核苷酸和连接X基团的磷酸。拟南芥NUDT7是Nudix水解酶超家族中成纤维细胞生长因子类型（FGFTNE）家族的一员，它催化水解ADPR和NADH并在植物免疫应答和氧化胁迫反应中发挥着重要作用。尽管NUDT7的功能重要性已有诸多研究，但其结构基础却未见报道，并且它的结构基础和生物学功能之间的联系也缺乏研究。 解析了NUDT7的不含底物的形式和结合底物ADPR类似物(AMPCPR)的晶体结构。在不含底物和结合有AMPCPR的结构中，NUDT7均以一个相互交叉的同源二聚体形式呈现。在结构中，NUDT7单体由N端结构域、C端的Nudix结构域以及连接二者的柔性长linker组成。不含底物的NUDT7有两个截然不同的构象:一个紧密的关闭构象和一个类似蝴蝶的打开构象，而打开构象还未在已报道的其他Nudix水解酶中发现。AMPCPR结合的NUDT7采取的是一种关闭的构象。不含底物和结合AMPCPR的NUDT7结构比较提示，当AMPCPR结合时有较大的构象变化发生。进一步分析发现，当底物结合时，整体和局部都有大量的构象变化发生，从而完成完整活性位点的组装并且将底物置于合适位置以利于催化进行。长linker不仅介导两个结构域之间的构象变化，还参与活性位点的形成和底物的结合。相关的关键残基的重要性，例如Tyr18，Trp54和Trp88形成腺嘌呤结合口袋，Pr097可能对于linker的构象变化很重要，都得到了生化试验的证实。这些结果揭示了Nudix水解酶一个新的底物结合机制的分子基础。由于这些关键的残基的高度保守性，我们推测其他的FGFTNE家族成员可能也采取类似的底物结合机制。这些结果不仅开拓了我们关于植物Nudix水解酶的知识，而且提供了Nudix水解酶底物识别和结合的新见解。
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