一、前言 2006年是我国“十一五”规划的启动之年，也是中科院知识创新工程三期的开局之年，在这重要的战略机遇期，生物大分子国家重点实验室紧紧抓住这个的时机，面向国家战略需求和瞄准世界科技前沿，抒己所长力争在国家的基础科研中发挥骨干和引领作用。
在上级领导的大力关怀和扶持下，在生物物理研究所领导的大力支持及全体同仁的共同努力下，生物大分子国家重点实验室取得了斐然的成绩。
2006年，科技部对生命领域的国家重点实验室进行评估，生物大分子国家重点实验室是唯一免评而直接获得优秀国家重点实验室称号，这主要得益于实验室十几年来连续3次被评为优秀国家重点实验室的业绩。
在此，我们要由衷地感谢邹承鲁院士、梁栋材院士、杨福愉院士等老一辈科学家为生物大分子国家重点实验室所作出的杰出贡献。
2006年，生物大分子国家重点实验室新增主持省部级以上科研课题共计55项，其中国家重大科学研究计划课题：8项；国家“973”计划课题：7项；国家“863”计划重大、重点、专题课题：9项。
国家自然基金委重点项目：4项（包括优秀重点实验室项目1项）；国家自然基金委海外青年学者合作研究项目：1项，国家自然基金委面上项目：18项；国家自然基金委国际合作项目：2项。
中国科学院知识创新方向性项目：6项。
2006年在研项目经费到位共计：2800万元左右。
2006年，生物大分子国家重点实验室发表在国外著名学术期刊上的学术论文共计：73篇，其中IF影响因子大于4.0的有：36篇；IF影响因子大于10.0的有：3篇。
饶子和课题组连续在《JournalofVirology》上发表了SARS冠状病毒nsp10和nsp15(MHV)的晶体结构及其功能的研究成果。
Nsp10的晶体结构解析，为蛋白质结构家族增添了一个新的折叠类型，展现了每个单体含有两个锌指结构的球形十二聚体的晶体结构；而MHV的nsp15为具有活性的六聚体结构，是第一个尿嘧啶特异性的内切核酸酶的三维结构，揭示出蛋白质结构家族的一个崭新的折叠类型，为抗冠状病毒感染提供了新的结构信息；徐涛课题组在《Cell》子刊—《CellMetabolism》发表了Munc13-1蛋白对胰岛素储存囊泡成熟的调控机制研究成果。
关于胰岛素的两相分泌产生的机制一直是人们关注的焦点，该工作以Munc13-1基因敲除小鼠和二酰基甘油（DAG）结合位点突变小鼠为模型，在细胞和器官水平证明了Munc13-1为慢相胰岛素分泌所必需，同时发现慢相的产生涉及细胞第二信使DAG的激活；陈润生课题组在《GenomeResearch》杂志上发表了线虫新的小非编码RNA的发现和其转录组的组织研究成果。
非编码RNA及其基因的研究是当前的国际热点领域，但对完整非编码转录组的研究迄今还没有。
陈润生研究组以线虫为对象在发现了100个全新的非编码基因的基础上又确定了两个非编码基因家族、三个归属于非编码基因的启动子序列，研究结果显示非编码基因与编码基因一样各自有一套独立的转录调控系统；范祖森课题组发现LIGHT活化的NK细胞激发肿瘤特异性CD8+T细胞来清除已建立的肿瘤，该研究成果发表在《Blood》杂志上了。

1 NK细胞能够识别肿瘤细胞和分泌细胞因子参与抗肿瘤作用，但NK细胞如何被活化和激发适应性免疫反应尚不清楚。
范祖森课题组与傅阳心课题组进行了合作研究，首次发现TNF超家族成员LIGHT是NK细胞活化的重要配体。
NK细胞表面表达HVEM受体并与其配体LIGHT结合介导NK细胞活化，体外及动物实验研究表明激活的NK细胞可以通过分泌IFN-γ直接活化肿瘤特异性CTL细胞介导有效的肿瘤排斥，表明LIGHT是介导肿瘤免疫治疗的有效效应分子，IFN-γ是沟通先天免疫与适应性免疫的桥梁。
从而证明固有免疫在肿瘤发生早期能激发肿瘤特应性免疫应答来清除已建立的肿瘤，上述研究将为肿瘤的免疫治疗提供新策略。
2006年，生物大分子国家重点实验室在注重基础科研工作的同时，也注重面向国家需求为生命科学相关行业的发展提供科学支撑。
我室有2项专利获得国家知识产权局的授权，其中阎锡蕴课题组发明专利《高效广谱抑制肿瘤生长和转移的新型抗体》在《全国杰出专利预展项目》展览上展出，相关发明专利被评为“全国杰出专利工程技术评审预展项目”。
两项发明专利技术转让。
2006年，生物大分子国家重点实验室成功地主办了北京国际纳米生物技术和结构生物学研讨会。
大会邀请到Prof.AlexanderRich、Prof.AlexanderVarshavsky、Prof.AlanFersht、Prof.WolframSaenger、Prof.AlexanderSpirin、Prof.JoelJanin并作了本领域发展前沿的学术报告使我们受益匪浅，参会人数达230多人。
另外在“2006诺贝尔奖获得者北京论坛”期间，通过“与青年学生面对面”、“生命科学圆桌会议”等活动，诺贝尔奖获得者与我们的年轻学者进行了面对面的交流与沟通，这种方式同样促进了我们科技能力和科研水平的提高。
由国际结构基因组学联合会主办，我室和中国科学院生物物理研究所、清华大学、中国生物物理学会和中国晶体学会联合承办的第四届国际结构基因组学大会于2006年10月22-26日在北京友谊宾馆隆重召开，大会由生物大分子国家重点实验室主任饶子和院士担任大会主席，本次大会吸引了来自中国、法国、美国、日本、德国、意大利、韩国、新西兰、澳大利亚、新加坡、以色列和中国台北等21个国家和地区的520多名专家、学者，其中与会外国专家、学者近300名。
大会的成功召开，进一步促进了结构基因组学的国际交流与沟通，为我国结构基因组学的研究与发展起来积极推动作用，同时体现了我国结构生物学对国际结构基因组学的贡献。
人才建设始终是生物大分子国家重点实验室发展的根本，2006年我们引进“百人计划”人才2名，引进研究员2名。
目前实验室现由36名研究员组成（其中院士7名；中国科学院“百人计划”入选者19名；国家杰出青年基金获得者6名；“长江学者奖励计划”特聘教授2名），已经发展成为在国内、外具有重要学术影响的高水平的研究群体。
研究生历来是我们的后备生力军，也是流动队伍中不可或缺的重要部分，实验室目前在读研究生290名，其中121名博士生，169名研究生。
获得博士学位23名,14名博士后。
博士毕业生柳振峰的学位论文获得2006年全国优秀博士学位论文；博士生朱永群等4人分别获得中国科学院院长优秀奖、刘永龄优秀奖、地奥奖学金。

2 2006年，是令我们振奋的一年，我们实现了晋升国家实验室的发展目标－“蛋白质科学国家实验室”。
在科技部启动国家实验室建设工作通气会上，由中国科学院牵头、以生物物理研究所为依托单位的蛋白质科学国家实验室成为批准建设的十个国家实验室之
一，这无疑是对我们辛勤工作的肯定。
我们有决心在依托单位生物物理所的领导下，进一步凝练科学目标，面向国家重大战略需求和科学前沿，发挥优势和特色，开展一系列战略性基础研究、重大竞争前高技术研究和重要社会公益性研究，为国家经济建设、社会发展和国家安全做出重要贡献，为推动企业技术创新和行业技术进步发挥重要支撑和引领作用。
2006年，生物大分子国家重点实验室第一届室主任，中国生物化学的奠基人邹承鲁院士永远的离开了我们。
邹承鲁先生为我国率先实现胰岛素的人工合成做出了重要贡献，创立了“邹氏公式”和“邹氏作图法”，建立了酶活性不可逆抑制动力学的理论体系，提出了酶活性部位柔性的学说。
先生一生治学严谨，正直敢言，对工作兢兢业业，他的离去无疑是给我们带来了巨大的损失，而他勤奋工作，永不自满的精神也是留给我们后人宝贵的财富。
他将激励我们不懈努力而取得更大的成绩。
生物大分子国家重点实验室主任：生物大分子国家重点实验室学术委员会主任：
3 I.Introduction 2006wasthefirstyearofChina’s11th‘five-yearplan’,andalsomarkedthebeginningofthethirdstageoftheChineseAcademyofSciences(CAS)“KnowledgeInnovationProject”.TheNationalLaboratoryofBiomacromolecules(NLB)aimstoplayacrucialandleadingnationalroleinfundamentalresearchduringthisstrategicperiod,guidedbynationalprioritiesandworkingatthefrontiersofinternationalscienceandtechnology.UnderstrongandsupportiveleadershipoftheDirectorsoftheCASInstituteofBiophysics,andthroughthestrenuouseffortsofallthestaff,theNLBhasproducedsignificantachievements. In2006,theChineseMinistryofScienceandTechnologyevaluatedalltheStateKeyLaboratoriesinthelifesciencefield.TheNLBwastheonlysuchlaboratorytobeclassedasexcellentwithexemptionfromevaluation.ThiswasonthebasisthattheLaboratoryhadbeenclassedconsistentlyasexcellentineachofthepreviousevaluationsoverthepastdecadeormore.Inregardtothis,wewishtogratefullyacknowledgeseniorscientistssuchastheCASMembersChen-luTsou,DongcaiLiangandFuyuYang,whosecontributionshavemadetheNLBwhatitistoday. In2006,theNLBobtainedatotalof55newresearchgrants,including24fundedbytheChineseMinistryofScienceandTechnology(MOST)and31fundedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(NSFC).Thetotalvalueofresearchgrantereceivedduring2006wasequivalentto3.6millionUSdollars. During2006,membersofNLBpublishedatotalof70papersininternationaljournals,ofwhich35papershadanSCIimpactfactor(IF)greaterthan4.0;and3papershadanIFgreaterthan10.0.Prof.ZiheRao’sresearchgroupsolvedthecrystalstructuresoftwocoronavirusnonstructuralproteins,SARS-CoVnsp10andMHV-CoVnsp15,whichwerepublishedback-to-backintheJournalofVirology.ThecrystalstructureofSARS-CoVnsp10showsanovelproteinstructuralfoldwithtwonovelzincfingermotifsandtwelvensp10monomers,whichformauniquedodecamerwithproposedbiologicalfunction.MHVnsp15wasfoundtoformanactivehexameranditisthefirstcrystalstructureofauracil-specificendonucleaseatatomicresolution,indicatinganewmemberofaproteinstructuralfoldfamily,whichprovidesanewtargetforanti-coronavirusdrugdesign.ThegroupofTaoXurevealedtheregulatingmechanismofMunc13-1ontheinsulingranuleprimingprocess,whichwaspublishedinCellMetabolism.Akeyquestioninthisfieldconcernshowandwhyglucosestimulatespancreaticbetacellstosecreteinsulininfastandslowphases.BasedonthedataobtainedfromtheMunc13-1knockoutandDAGbindingsitemutantknockinmice,TaoetalprovedthatMunc13-1isnecessaryfortheslowsecretionphase,andsignalingofDAGsecondmessengerisalsoassociatedwiththeslowphase.ThegroupofProf.RunshengChenpublishedastudyonnewncRNAgenesandtheirtranscriptomiccharacteristicsinthenematodeC.elegans(GenomeResearch16:20-29,2006).Althoughstudiesonnon-codingRNAhaveicalforyears,researchontheirtranscriptomehasneverbeenreported.Inthiswork,Chen’sgroupcharacterized100newncRNAgenes,includingtwonovelclasses,anddiscoveredthreepromotersspecifictoncRNAgenes.TheresearchresultsalsoshowthatncRNAgenes
4 aretranscribedbyatranscriptionalsystemdifferenttothatofproteingenes.ZusenFan’sLabpublishedarecentstudyinBlood.NKcellsplayanimportantroleinantitumorsbyrecognizingtumorcellsandsecretingcytokines.ItisunclearhowNKcellsevokeadaptiveimmunitytoeradicatetumors.TNFsuperfamilymemberLIGHTisacriticalligandfortheactivationofNKcells.HVEMisexpressedonNKcellsanditsengagementwithLIGHTmediatesNKcellactivation.TheexpressionofLIGHTinsidetumorsleadstorapidrejectioninaNK-dependentmanner.IFN-γ-deficientNKcellsfailtoeffectivelyactivateCD8+Tcells,demonstratingthatIFN-γplaysanimportantroleinNK-mediatedactivationofCTLs.Fanetal.’sfindingsestablishadirectroleforLIGHTinNKactivation/expansionandacriticalhelperroleofactivatedNKcellsinprimingCD8+TcellsandbreakingTcelltoleranceatthetumorsite. Inadditiontoemphasisonfundamentalresearch,theNLBalsosupportsthedevelopmentandapplicationofresearchresultsinthelifescienceindustries,ordingtonationaldemand.In2006,twopatentswereauthorizedbytheStateIntellectualPropertyOffice.One,entitled“Novelantibodiestargetingneovasculatureandinhibitingangiogenesis”,istheworkofXiyunYan’sgroup.ItwasincludedintheExhibitionofOutstandingNationalPatents,andpassedthefinalselectionasan“OutstandingNationalPatentinEngineeringandTechnology”. In2006,theNLBessfullyhostedthe“ChinaInternationalNanotechnologyConference”,atwhichProfs.AlexanderRich,AlexanderVarshavsky,AlanFersht,WolframSaenger,AlexanderSpirinandJoelJaningavepresentationsrepresentingthecutting-edgeoftheirrespectivefields.Over230peopleattendedtheconference.Inaddition,duringthe“NobelLaureatesBeijingForum2006”,anumberofactivitieswereheldsuchas‘MeetingwithstudentsofCAS’and‘PanelDiscussiononLifeSciences’,givingouryoungresearchersaninspirationalopportunitymunicatewithNobellaureatesface-to-face.“The4thInternationalConferenceonStructuralGenomics”oftheInternationalStructuralGenomicOrganization(ISGO)washeldfrom22-26October2006intheBeijingFriendshipHotel,anisedbythisLaboratory,theInstituteofBiophysicsCAS,TsinghuaUniversity,theBiophysicalSocietyofChinaandtheChineseCrystallographySociety.ThechairmanoftheconferencewasCASMemberZiheRao,DirectorofNLB.Almost520expertsandresearchersattendedtheconference,from21countriesandregions,includingFrance,America,Japan,Germany,Italy,Korea,NewZealand,Australia,Singapore,Israel,TaiwanandHongKong,aswellasmainlandChina.About300oftheexpertscamefromoverseas.Theessoftheconferencecontributedtomunication,andestablishedabasisonwhichtofurtherdevelopstructuralgenomicsresearchinChinaandtopromotetheactualizationofChina’sresearchprogramintoliverproteins. DevelopmentofatalentedresearchteamisalwaysamajorpriorityattheNLB.Thisyearwerecruited4newresearchers,2ofwhomarefundedunderthe“hundredtalents”programofCAS.NLBcurrentlyhas35principalinvestigators,including7MembersofCAS,19scientistsfundedbytheCAS“hundredstalents”program,6NSFC“OutstandingYoungInvestigator”awardees,and2holdersofProfessorialChairsunderthe“YangtzeRiverScholarAwardProgram”.Thus,NLBpossessesaresearchteamwithsignificantacademicinfluencebothnationallyandabroad.Graduatestudentsareanimportantresourceandcontributesignificantly
5 totheresearchoutputoftheLaboratory.Therearecurrently290graduatestudents,including121PhDstudents.Twenty-threestudentswereawardedPhDdegreesin2006,andtherearecurrently14researchersundergoingpost-doctoraltraining.ThePhDthesisofZhenfengLiuwasselectedasa“2006NationalOutstandingDoctoralThesis”.FourcurrentPhDstudentswereawardednationalprizes. 2006wasanexcitingyearinthatweachievedformalrecognitionasa‘NationalLaboratory’,havingpreviouslyhadthestatusof‘StateKeyLaboratory’.Wehavebeendesignatedas“TheNationalLaboratoryofProteinScience”,remainingundertheauspicesoftheCASInstituteofBiophysics.Weareoneof10NationalLaboratoriesestablishedbyMOST.Thisisaffirmationofourhardworktodate,andsetsachallengeforthefuture,toadvancethefrontiersofscienceandtocontributetothehealth,securityandeconomicstandingofthenation. In2006pletedthere-appointmentprocessofourLaboratoryDirectorandAcademicCommitteeChair.Prof.TaoXuwasselectedasthenewDirectorandCASMemberProf.Chih-chenWangwasselectedastheChairoftheAcademicCommittee. TheCASMemberProf.Chen-luTsouwasthefirstDirectoroftheNLBandoneofthefoundersofbiochemistryresearchinChina.Sadly,Prof.TsoupassedawayinNovember2006.Prof.Tsouplayedanimportantroleinthechemicalsynthesisofinsulin,established‘Tsou’sequation’and‘Tsou’splot’,derivedatheoreticalsystemfor‘enzymeactivityirreversibleinhibitionics’,andwasfirsttoputforwardthe‘flexibleactivesiteofenzymehypothesis’.Throughouthislife,hisrigorousscholarship,outspokenintegrityandconscientiousattitudewereanexampletousall.Hisabsenceisagreatloss.However,hisspiritofdiligenceandlackofplacencyisalastinglegacytous,whichwillencourageustoworkuntiringlyandwillspurusontogreaterachievements. NationalLaboratoryofBiomacromeleculesDirector: AcademicCouncilChairman:
6 二、组织机构 （一）名誉主任 邹承鲁院士 梁栋材院士 杨福愉院士 （二）主任、副主任 主任 饶子和院士 副主任 徐涛研究员 龚为民研究员 （三）学术委员会 主任 王志珍院士 委员(以字母拼音为序) 常文瑞院士 高光侠研究员 郭爱克院士 贺福初院士 李伯良研究员 李家洋院士 林其谁院士 强伯勤院士 饶子和院士 施蕴渝院士 王志新院士 徐
涛研究员 阎锡蕴研究员 叶朝辉院士 于军研究员 张先恩研究员 学术秘书 阎锡蕴研究员 中国科学院生物物理研究所中国科学院生物物理研究所中国科学院生物物理研究所军事医学科学院上海生命科学研究院中国科学院遗传与发育研究所上海生命科学研究院中国医学科学院基础研究所中国科学院生物物理研究所中国科技大学生命科学院清华大学中国科学院生物物理研究所中国科学院生物物理研究所中国科学院武汉物理与数学研究所中国科学院北京基因组研究所科技部基础司 中国科学院生物物理研究所
7 II.Organization
1.HonoraryDirectors Chen-luTsou,MemberofCAS(deceased) DongcaiLiang,MemberofCAS FuyuYang,MemberofCAS
2.DirectorandViceDirectors Director ZiheRao,MemberofCAS ViceDirectorsTaoXu,Professor WeiminGong,Professor
3.AcademicCouncil ChairmanMembers： Chih-chenWang,MemberofCAS WenruiChang MemberofCAS InstituteofBiophysicsCAS GuangxiaGao Professor InstituteofMicrobiologyCAS AikeGuo MemberofCAS InstituteofBiophysicsCAS FuchuHe MemberofCAS AcademyofMilitaryMedicalScience BoliangLi Professor ShanghaiInstituteforBiologicalSciencesCAS JiayangLi MemberofCAS InstituteoficsandDevelopmentalBiologyCAS QishuiLin MemberofCAS ShanghaiInstitutesforBiologicalSciencesCAS BoqinQiang MemberofCAS InstituteofBasicMedicalResearchCAMS ZiheRao MemberofCAS InstituteofBiophysicsCAS YunyuShi MemberofCAS UniversityofScienceandTechnologyofChina ZhixinWang MemberofCAS TsinghuaUniversity TaoXu Professor InstituteofBiophysicsCAS XiyunYan Professor InstituteofBiophysicsCAS ZhaohuiYe MemberofCAS WuhanInstituteofPhysicsandMathematicsCAS JunYu Professor InstituteofGenomicsCAS XianenZhang Professor AcademicSecretary： MinistryofScienceandTechnology XiyunYan Professor InstituteofBiophysicsCAS
8 （四）国际科学委员会１．主席 RobertHuber(诺贝尔奖获得者)MaxPlankInstituteforBiochemistry(Germany)２．副主席 ErwinNeher(诺贝尔奖获得者)MaxPlankInstituteforBiophysicalChemistry(Germany)３．委员会成员 Giuseppinahi LaboratoridiBiologiaCelluareedelloSviluppo(Italy) GuyDodson UniversityofYork (UK) KhalidIqbal NYSInstituteforBasicResearch (USA) NeilIsaacs UniversityofGlasgow (UK) JackJohnson TheScrippsResearchInstitute (USA) DavidStuart UniversityofOxford (UK) JoelSussman TheWeizmannInstituteofScience (Israel) MichaelG.Rossmann PurdueUniversity (USA) Bi-ChengWang Universityofia (USA) BrianMatthews UniversityofOregon (USA) LouiseN.Johnson UniversityofOxford (UK) JohannesFrederikGerardusVliegenthartBijvoetCenterforBiomolecularResearch(Netherlands) （五）实验室固定成员：(以字母拼音为序) 毕利军 常文瑞 陈畅 陈润生 邓红雨 范祖森 髙光侠 龚为民 杭海英 姬广聚 蒋太交 江涛 焦仁杰 靳刚 柯莎 梁栋材 梁伟 刘志杰 刘迎芳 马跃 秦志海 饶子和 孙飞 唐宏 唐捷 王大成 王金凤 王盛典 王志新 王志珍 徐涛 阎锡蕴 杨福愉 杨福全 殷勤伟 张旭家 邹承鲁
9 4．InternationalScientificCommittee
（1）Chairman: RobertHuber(NobelPrizeLaureate)MaxPlankInstituteforBiochemistry
（2）ViceChairman: (Germany) ErwinNeher(NobelPrizeLaureate)
（3）Members: MaxPlankInstituteforBiophysicalChemistry (Germany) Giuseppinahi LaboratoridiBiologiaCelluareedelloSviluppo(Italy) GuyDodson UniversityofYork (UK) KhalidIqbal NYSInstituteforBasicResearch (USA) NeilIsaacs UniversityofGlasgow (UK) JackJohnson TheScrippsResearchInstitute (USA) DavidStuart UniversityofOxford (UK) JoelSussman TheWeizmannInstituteofScience (Israel) MichaelG.Rossmann PurdueUniversity (USA) Bi-ChengWang Universityofia (USA) BrianMatthews UniversityofOregon (USA) LouiseN.Johnson UniversityofOxford (UK) JohannesFrederikGerardusVliegenthartBijvoetCenterforBiomolecularResearch(Netherlands)
5.ResearchFaculty LijunBi WenruiChang ChangChen RunshengChen HongyuDeng ZusenFan GuangxiaGao WeiminGongHaiyingHang GuangjuJi TaijiaoJiang TaoJiang RenjieJiao GangJin SarahPerrett DongcaiLiangWeiLiang YingfangLiu ZhijieLiu YueMa ZhihaiQin ZiheRao FeiSun HongTang JieTang DachengWangJinfengWang ShengdianWangZhixinWang Chih-chenWang TaoXu XiyunYan FuyuYang FuquanYang QinweiYin XujiaZhang Chen-luTsou(deceased) 10
三、管理 （一）实验室管理实验室依据“国家重点实验室建设与管理暂行办法”对实验室进行全面管理。
本室实行实验室主 任负责制、学术委员会评审制；实验室采用以研究方向为导向，以研究组为基本科研单元的运行模式，每年2-3月间召开上年度学术年会。
实验室主任就年度运行管理、经费使用提出可行方案，并向学术委员会汇报上年度的实验室工作总结。
（二）学术委员会 学术委员会结合本室学术年会每年召开全体会议一次，评议实验室的工作，内容包括确定实验室研究方向、制定及修改课题指南、审批课题申请、检查课题进展情况、监督经费使用、评审科研成果及审议学术活动计划等。
（三）研究方向
1.蛋白质三维结构与功能研究
2.蛋白质功能与折叠原理研究
3.生物膜和膜蛋白功能结构研究
4.计算与系统生物学
5.感染与免疫的分子基础
6.蛋白质药物与多肽药物 （四）课题管理实验室成员每年应按时向实验室秘书提交以下材料：1)当年发表的具有“生物大分子国家重点实验室”署名的全部著作目录（包括专著、论文，国际及全国性学术会议论文等），并提交版面清楚平整的论文单印本一式一份及论文电子版；2)当年获得国际、国家或省部级科技奖励的证书复印件一份；3)年度工作报告（中、英文各一份）的电子文档。
报告格式按实验室秘书提供的文档模版填写。
11 III.Management
1.ManagementoftheNLB TheNLBismanagedstrictlyordingtothe“TemporaryRegulationsofEstablishmentandManagementofNationalKeyLaboratories”.TheDirectorisresponsibleforrunningtheNLB,andtheAcademicCommitteeisresponsibleforevaluation.TheNLBanizedordingtoresearchareas,withresearchgroupsasthebasicunit.AnacademicconferenceanizedeveryyearinFebruaryorMarch.ThedirectoroftheNLBpresentsasummaryofthepreviousyearandaproposalforrunningandexpenditureforthecurrentyear.
2.AcademicCommittee TheAnnualMeetingconvenedbytheAcademicCouncilprovidesaforumtodiscussandappraisetheresearchoftheLaboratory.Atthismeeting,ongoingresearchprojectsareassessed,newresearchproposalsareconsideredforapproval,theountsareinspected,theresearchachievementsoftheLaboratoryareexaminedandtheprioritiesanddirectionforfutureresearchareset.
3.ResearchAreas
1.Three-dimensionalStructureandFunctionofBiomacromolecules
2.ProteinFunctionandFolding
3.MembraneBiologyandMembraneProteinFunctionandStructure
4.ComputationalandSystemsBiology
5.MolecularMechanismsofInfectionandImunity
6.Protein&PeptideDrugs
4.ManagementofProjects MembersoftheNLBsubmitthefollowingmaterialstothesecretaryoftheNLB: 1) Allpublications(areprintandanelectronicversion)thathavetheNLBasthecorresponding address,includingpapers,bookchapters,andpresentationsatnationalandinternational conferences 2) Photocopyofnationalandinternationalawardsreceivedinthepast12months 3) Progressreport(ChineseandEnglishversions) 12
四、工作进展 （一）蛋白质三维结构与功能研究
1．嗜热菌和人源结构基因组的结构分析 梁栋材组
（1）利用单波长反常散射方法解析了人源Dnlc2a的1.9Å的三维结构 Dnlc2a是RLC7家族的一个成员。
它作为动力蛋白的轻链，通过与中轻链IC74的C末端相互作用，参与了动力蛋白的组装。
此外，Dnlc2a作为TGF信号系统中受体II的结合蛋白，在参与动力蛋白调节以及癌症发展方面有重要作用。
根据晶体结构分析了其可能的蛋白质结合位点，发现Dnlc2a是以二聚体形式存在，二体之间通过20个氢键及疏水相互作用紧密连接在一起。
与其它蛋白质结合的可能位点主要存在于二体的一面，包括α螺旋α1/α1及它们之间两个单体的由10个β折叠片拼接而成的β折叠片层。
这一表面形成一个弯曲的正电通道，可以通过盐桥与其它蛋白质相互作用。
其中，由残基79－82，88，90等围成一个带正电性空洞，可能是参与于其它蛋白质尤其是IC74相互作用的关键位点。
文章已发表（BiochemicalandBiophysicalResearchCommunications）。

（2）完成了来自嗜热菌T.tengcongensis中二种重要功能酶的三维结构研究①利用单波长反常散射(SAD)方法解析了T4蛋白的2.15Å的三维结构。
T4属于具有类β-内酰氨酶结构域的金属水解酶家族，该蛋白折叠形式为αβ/βα形式，β-内酰氨酶折叠结构域的金属结合位点在水解共价键的过程中起作用。
文章正在整理中；②同时完成甘油磷酸二脂酶GDPD的2.0Å的三维结构。
结构分析表明：其结构核心是由α8/β8的桶状折叠构成，Glu44,Asp46和Glu119组成了一个金属结合位点。
结构与功能分析工作正在进行中。
文章正在整理中。
13 IV.ResearchProgressReport
1.Three-dimensionalStructureandFunctionofBiomacromolecules
(1)Crystalstructuralanalysisofthestructuralgenomesofthermophiliceubacteriaandhumans DongcaiLiangGroup1)Wehavesolvedthe1.9ÅcrystalstructureofDnlc2Ausingsingleanomalousdiffraction(SAD)method.Dnlc2Aisnotonlythehumanlightchainofthemotorproteindynein,butalsoanovelTGF-βponent,whichisalteredathighfrequencyinepithelialovariancancer.Thereforeithasimportantrolesasamediatorofdyneinandinthedevelopmentofcancer,duetoitsabilitytobindtotheDIC,andregulateTGF-β-dependenttranscriptionalevents.Theproteinsformahomodimerinsolutionandinteractmainlythroughthehelixα2,strandβ3,andtheloopfollowingthisstrandineachproteintogeneratea10-strandedβ-sheetcore.Thesurfaceoftheβ-sheetcoreismainlypositivelychargedandispredicted,usingthesoftwarePPI-Pred,tobethesitethatinteractswithotherpartners.Atthesametimetwoholesinthecoreareformedbytheresidues79-82,88and90ofeachmolecule.Theresidue89ofeachmolecule,whichiscrucialfortheDICbindingfunctionofDnlc2A,islocatedintheholes.Basedontheseobservations,weproposethatthehomodimeristhestructuralandfunctionalunitmaintainedbyhydrogenbondinginteractionsandhydrophobicpacking,andthepatchofthesurfaceofβ-sheetcoreshouldbethemaininteractionareawithotherpartnersbysaltbridge.ThetwoholesshouldbethekeysitestointeractwithIC74.ThisworkhasbeenpublishedinBiochemicalandBiophysicalResearchCommunications.2)SolutionofthecrystalstructuresoftwoenzymesofimportantfunctionfromT.tengcongensis (i)Wehavesolvedthe2.15ÅcrystalstructureofT4usingsingleanomalousdiffraction(SAD)method.T4belongstoametalhydrolasefamily,whichpossesaβ-inneracylammoniasedomain.TheT4moleculeexhibitsaαβ/βαfold.Itsmetalbindingsiteplaysanimportantroleintheprocessofcovalentbondhydrolysis.Themanuscriptisinpreparation. (ii)Wehavesolvedthe2.0ÅcrystalstructureofGDPDusingtheMRmethod.Resultsshow:theGDPDmoleculeexhibitsaTIM-barrelfoldanddisplaysacentraleight-strandedparallelβ-sheetbarrel,whichissurroundedbyeightα-helices(α8/β8).Glu44,Asp46andGluposeametalbindingsite.Analysisofstructureandfunctionisinprogress. 14
2．重要病毒蛋白质三维结构研究饶子和组
（1）SARS病毒蛋白质及相关蛋白的结构和功能研究我研究组对BJ01毒株中SARS基因组的全部结构蛋白和非结构蛋白进行了克隆表达，展开 了对SARS冠状病毒蛋白质组学的研究。
在之前工作的基础上又解析了SARS冠状病毒NSP10和NSP15(MHV)以及SARS病毒和MHV的S蛋白融合核心蛋白及其复合物的晶体结构。
利用SARS冠状病毒主要蛋白酶（3CLpro）及其复合物的三维结构设计了一系列针对四种冠状病毒都有效的抑制剂。

（2）禽流感病毒重要功能蛋白的结构研究 禽流感病毒重要蛋白质的结构生物学研究及药物设计工作。
分别在原核、昆虫杆状病毒以及酵母等表达系统构建了十个禽流感重要蛋白质的表达载体。
对可溶性表达的NP、NS1、NS2和M1、M2结构域进行晶体生长条件摸索和优化。
目前我们正在进行基于NA抗原的NA单克隆抗体制备鉴定工作；同时也进行了针对NA和HA相关结构模拟和药物设计方面的工作。

（3）乙型肝炎结构蛋白及其相关蛋白的结构和功能研究 通过解析乙型肝炎病毒（hepatitisBvirus,HBV）主要结构蛋白S蛋白、P蛋白和X蛋白的三维结构，研究各蛋白分子和相关复合物的功能，为针对乙型肝炎的药物设计和治疗方法提供结构生物学基础。
目前已经完成了HBV聚合酶和X蛋白（含domain）的表达，正在进行共表达和蛋白质的纯化工作；得到了酵母系统和哺乳动物细胞表达的HBVS蛋白质，目前已获得微晶，进一步优化中；此外目前已有多个与HBV相互作用的蛋白质获得表达。

（4）诺罗病毒结构和功能研究 诺罗病毒是引起人类传染性胃肠炎的主要的非细菌病原体。
病毒衣壳蛋白中的P结构域直接参与这个过程。
我们得到了2.0Å的重组P蛋白与A型和B型合成三糖复合物的晶体，并进行了结构解析，从而准确定位了HBGA末端糖抗原与病毒衣壳的识别位点，并且阐明其识别机理。
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(2)Studyofthree-dimensionalstructuresofimportantvirusproteins ZiheRaoGroup1)StructuralandfunctionalstudiesofSARSvirusproteinsandotherrelatedproteinsWehaveclonedallthestructuralandnon-structuralproteinsoftheSARSgenomeinBJ01strainandhavebeenstudyingonSARScoronavirusproteomics.BasedonformerworkweresolvedNSP10,NSP15(MHV)andanalyzedthecrystalstructureofSARSandmousehepatitisvirus(MHV)spike(S)proteinfusioncore.Moreover,wedesignedaseriesofinhibitorsthatareeffectiveagainstfourkindsofcoronavirusbasedontheSARSMprostructurewedeterminedpreviously.2)StudyonstructuresofprimaryAvianfluvirusproteinsOurresearchgrouphasbeenstudyingonthestructuralbiologyanddrugdesignofprimaryproteinsoftheAvianfluvirus.Wehaveconstructedcloningvectorsforbirdfluvirusproteinswithinprokaryotic,baculovirusandyeastsystems.SofarNP,NS1andM2full-lengthproteinsordomainswereobtainedassolubleproteinsandwearetryingtopurifytherestofthem.ThepreparationandidentificationworkforNAmonoclonalantibodybyNAantigenweobtainedbeforeisinprogress.AtthesametimewehavefocusedondrugdesignandstructuralsimulationrelatedtoNAandHA.3)StructuralandfunctionalstudiesonstructuralproteinsofHBVandrelatedproteinsOuraiminthisprojectistodeterminethethree-dimensionalstructuresofstructuralproteins,Sprotein,PproteinandXprotein,ofhepatitisBvirus(HBV)andtostudythefunctionsofproteinsandtheirplexes.BasedonthesewearetryingtoclarifythemechanismofthebehaviorofHBVonhostcells,andtoprovideabiologicalbasisfordrugdesignandclinicaltreatment.TheexpressionofHBVpolymeraseandXprotein(containingdomain)haspleted,andtheirco-expressionandpurificationisunderway.WeessfullyexpressedtheHBVSproteininyeastandmammaliancellsystems.Micro-crystalshavebeenobtainedforthepurifiedHBVSprotein.Inaddition,westudiedontheproteinswhichinteractwithHBVandmanyofthemwereproperlyexpressed.4)StudyonstructureandfunctionofNorovirusesNorovirusesareoneofthemajorcausesofnonbacterialgastroenteritisepidemicsinhumans.ThePdomainofthenoroviruscapsidsisdirectlyinvolvedinthisrecognition.AbinantPproteinofnorovirusVA387,aGII-4strain,wasco-crystallizedwithsynthetictypesA-orharides.Basedplexcrystalstructuresat2.0Åresolution,wedeterminedthepreciselocationandreceptorbindingmodeofHBGAcarbohydratesontheviralcapsidsanddemonstratedtherecognitionmechanism. 16
3、光合膜蛋白的结构与功能 常文瑞组 以高等植物光合作用系统中的PS-II为研究对象,使用蛋白质晶体学,生物化学和分子生物学的研究方法和手段,对组或PS-II的不同层次的蛋白色素复合体开展结构与功能研究,旨在从原子水平的三维结构的基础上,探讨光能吸收、传递及能量转换的机制。
高等植物的PS-II由二十多种蛋白色素复合物组成,可分为捕光色素复合物、反应中心复合物和放氧复合物等不同层次,不同功能的复合体。
本课题在己首先突破菠菜主要捕光复合物LHC-II的晶体结构的基础上,又已完成黄瓜主要捕光复合物的晶体结构分折,2.66A分辫率的电子密度图清晰表明LHC-II中两个Lutein分子具有不同的构象,分析结果认为由Lut620与Chla611/612叶绿素对组成的有利于能量传递的特征结构是LHC-II分子可能的激发能淬灭位点,并认为结晶过程中分子间作用力引起的构象变化是形成这一淬灭位点的主要原因.研究结果己总结成论文(待发表)。
PS-II中其它组分,包括次要捕光复合物、PS核心复合物等的样品制备纯化和结晶的探索工作己启动,进展正常。

4、一些重要蛋白质及其复合物的三维结构与功能研究 王大成组 主要进展情况如下：（一）完成４个新蛋白质的结构解析：
(1)甜味蛋白MabII，是一种甜味蛋白的全新结构类型，通过实验确定了其主要活性位置和与甜味受体相互作用的特征。

(2)氨基酸结合蛋白（复合物）Glu/AspBP，是细胞中氨基酸传输系统的重要组成部分，结构在原子分辨率（1.15Å）解析。

(3)肉碱代谢重要酶CaiE，结果显示该分子具有十分少见的左手　螺旋结构，并给以确切的功能指认。

(4)人氯离子通道CLIC4结构，首次观察到三聚结构。
另有３种蛋白质的结构解析正在进行中。
（二）启动Cul3介导的泛素连接酶复合物的结构与功能研究：已建立Cul3和BTB蛋白SPOP重组可溶表达体系，开始构建Cul3-SPOP稳定复合物。
（三）抗肿瘤蛋白AAL的作用通路及其靶蛋白研究：AAL为从我国药用植物中发现的一种抗肿瘤蛋白。
已完成AAL的高分辨率晶体结构解析，同时构建了10个功能相关突变体，深入研究了结构-功能关系；建立了进行作用通路研究的基本条件。
（四）蛋白质NCg1110与DNA复合物的研究。
NCg11110是微生物芳香基团降解途径的转录调控蛋白，已获得其可供X-ray衍射分析的结晶，确认其辨识的基因，开始鉴定其专一结合的DNA片段，为NCg11110-DNA复合物构建建立条件。
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(3)Thestructureandfunctionofmembraneproteinsinvolvedinphotosynthesis WenruiChangGroupThestudiesonphoto-systemIIfromgreenplantsusethemethodsofproteincrystallography,biochemistryandmolecularbiology.Thepurposeofthisprojectistoinvestigatethemechanismofenergyharvesting,transmissionandtransformationbasedonthethreedimensionaldataatatomiclevel.PS-IIfromhigherplantsconsistsofmorethantwentyplexesincludingthelightplex,thereactionplexandOEC.AfterthecrystalstructureofLHC-IIfromspinachwasdeterminedinourlab,thecucumberLHC-IIstructurewasalsodeterminedrecently.TheelectrondensitymapofLHC-IIat2.66ÅshowsthattwoLuteinmoleculesinLHC-IIhavedifferentconformations,andthehetero-trimerformedbytheLut620andChla612/611pairhasaspecialstructuralconformation,whichfacilitatesenergytransfer,andmaybeoneofthepossiblequenchingsitesintheLHC-IImolecule.Basedonthestructuralanalysis,weproposedthattheextrusionbetweenmoleculesinacertaindirectioncausedbythecrystallizationprocessisthemaincauseoftheformationoftheabovehetero-trimer.Thestudiesonthepreparation,purificationandcrystallizationofotherphotosyntheticmembraneproteinsareinprogress.
(4)Studyofthree-dimensionalstructureandfunctionofsomesignificantproteinsandplexes DachengWangGroup
(1)Crystalstructuredeterminationsoffourproteins,including:(a)sweetproteinMabII,whichrevealsanovelstructuraltypeforsweetproteins;(b)novelperiplasmicaminoacidbindingproteinClu/AspBPplex)atatomicresolution1.15Å;(c)anenzymeCaiEsignificantforcarnitinemetabolism,whichrevealsauniqueleft-handed　-helixfold;(d)solubleintracellularionchannelCLIC4,inwhichatrimerstructurewasobservedforthefirsttime.
(2)TheCul3-BTBplexmediatedbyubiquitinligaseCul3–thecrystalstructureandpotentialfunctioninenesis.Thesolubleexpressionsystemforthebinantproteinshasbeenestablishedandtheplexisbeingconstructed.
(3)Anti-tumorproteinAALanditstargetprotein–elucidatethe3DstructureofAALandtrytofindthepathwayofitsfunctionalperformance.ThecrystalstructureofAALhasnowbeendeterminedat2.0Åresolutionandabout10mutantshavebeenconstructedforstructure-functionrelationshipinvestigation.AseriesofexperimentstoinvestigatehowAALcouldinteractwithcellsareinprogress.(4)plexes:NCgl1110isatranscriptionalregulatorforthedegradationprocessofsomearomaticgroupsinmicrobes,whichcanbindtothecorrespondingDNAofthegene.CrystalsofNCgl1110havebeenobtainedandtheDNAsequencesspecifictobindingarebeingidentifiedinordertoformplex. 18
5、人二磷酸甘油酸变位酶的研究 龚为民组 二磷酸甘油酸变位酶是红细胞中特有的酶，它催化一系列分子间的磷酸基团转移反应，其主要功能是催化血红蛋白的别构效应因子——2，3-二磷酸甘油酸的合成反应。
本研究中我们直接观察到了酶活性中心与底物在磷酸转移过程中的时实运动过程。
我们解析了磷酸基团转移过程中不同阶段的一系列高分辨率的二磷酸甘油酸变位酶与2，3-二磷酸甘油酸共结晶的晶体结构。
这些结构不仅清楚地阐明了二磷酸甘油酸变位酶这类酶家族的底物结合方式，而且以一种“慢电影”的方式描述了关键的组氨酸被磷酸化的完整过程，同时我们还观察到二磷酸甘油酸变位酶的构造随着反应的进行不断地发生着变化。
这些结果为“直线”的磷酸转移机制提供了直接证据，同时也确定了一些关键氨基酸在磷酸转移过程中的作用。

6、吡哆醛激酶以及雄性激素受体的晶体结构研究 江涛组
（1）吡哆醛激酶属于核糖激酶超家族成员，它催化维生素B6ATP依赖的磷酸化反应，使之转变为磷酸吡哆醛。
我们利用大肠杆菌表达人吡哆醛激酶，并解析了其2.8Å的晶体结构。
与天然羊脑吡哆醛激酶的晶体结构比较后发现，一段在活性位点处起关键作用的12个残基肽段在羊脑吡哆醛激酶中呈现“loop”状态，而在人吡哆醛激酶中呈现ß-折叠/loop/ß-折叠“flap”的构象。
此外，人吡哆醛激酶拥有更加疏水的ATP结合口袋。
该晶体结构的解析将有助于人们对人吡哆醛激酶生化性质的深入了解并开展以结构为基础的相关药物设计。

（2）雄性激素受体（AR）是胆固醇类细胞核受体超家族中的一个重要成员，在基因水平上调节雄性激素睾丸激素和二氢睾酮的受体活性。
LGD2226是一种合成的非甾醇类的新型具有组织选择性的AR配体，在动物模型的试验中已经证实，它能够阻止骨骼的流失，促进骨骼的新生，促进肌肉的生成，同时降低了在前列腺中的副作用。
我们解析了LGD2226－ARLBD复合物的晶体结构，分辨率达到了2.1埃，并且比较了它与R1881－ARLBD复合物的结构，进一步的揭示了它们结构的细微差别，我们认为这些细节上的差别与非甾醇类AR配体的组织选择性密切相关，这将有助于拓展雄性激素治疗的研究与应用。
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(5)Seeingtheprocessofhistidinephosphorylationinhumanbisphosphoglyceratemutase WeiminGongGroupBisphosphoglyceratemutaseisanerythrocyte-specificenzymecatalyzingaseriesofintermolecularphosphorylgrouptransferreactions.Itsmainfunctionistosynthesize2,3-bisphosphoglycerate,theallostericeffectorofhemoglobin.Wedirectlyobservedreal-timemotionoftheenzymeactivesiteandthesubstrateduringphosphoryltransfer.Aseriesofhighresolutioncrystalstructuresofhumanbisphosphoglyceratemutaseco-crystallizedwith2,3-bisphosphoglycerate,representingdifferenttimepointsinthephosphoryltransferreactionweresolved.Thesestructuresnotonlyclarifytheargumentconcerningthesubstratebindingmodeforthisenzymefamily,butalsodepicttheentireprocessofthekeyhistidinephosphorylationasa“slowmovie”.Itwasobservedthattheenzymeconformationcontinuouslychangesduringthedifferentstatesofthereaction.Theseresultsprovidedirectevidenceforan“inline”phosphoryltransfermechanismandtherolesofsomekeyresiduesinthephosphoryltransferprocesswereidentified.
(6)Crystalstructuralstudyofpyridoxalkinaseandandrogenreceptor TaoJiangGroup1)Pyridoxalkinase,amemberoftheribokinasesuperfamily,catalyzestheATP-dependentphosphorylationreactionofvitaminB6andisanessentialenzymeintheformationofpyridoxal-5’-phosphate,akeycofactorforover100enzymes.Wesolvedthe2.8Åcrystalstructureofhumanpyridoxalkinase(HPLK)expressedinEscherichiacoli.parisonrevealsthatthekey12-residuepeptideovertheactivesiteinHPLKisaß-strand/loop/ß-strandflap,whilethecorrespondingpeptideinthesheepbrainenzymeadoptsaloopconformation.Moreover,HPLKpossessesamorehydrophobicATP-bindingpocket.Thisstructurewillfacilitatefurtherbiochemicalstudiesandstructure-baseddesignofdrugsrelatedtopyridoxalkinase.2)Theandrogenreceptor(AR)isaligand-induciblesteroidhormonereceptorthatmediatesandrogenaction,determiningmalesexualphenotypesandpromotingspermatogenesis.LGD2226isasyntheticnonsteroidalligandandanovelselectiveARmodulator.ThecrystalstructureofplexofLGD2226withtheandrogenreceptorligand-bindingdomain(ARLBD)at2.1ÅwassolvedparedwiththestructureoftheARLBD–plex.ItishopedthatthiswillaidinfurtherexplainingtheselectivityofLGD2226observedininvitroandinvivoassaysandindevelopingmoreselectiveandeffectivetherapeuticagents. 20
7、酵母DCN-1和人复制起始复合物中ORC6的结构与功能研究 刘迎芳组
(1)DCN-1参与蛋白质泛素化类蛋白Nedd8修饰过程的分子机制 DCN-1是一个新发现的起促进蛋白质泛素化蛋白Nedd8修饰过程的分子，在酵母及线虫中，DCN-1的缺失造成UbiquitinE3ligase组分CULLIN（Cdc53）蛋白Nedd8修饰水平的下降，但是DCN-1在Nedd8修饰过程中的作用机制尚不清楚。
我们解析了酵母DCN-1全蛋白的三维结构，发现该蛋白是一种砖型结构，结构中可见的区域为全helix结构，表面正负电荷分别分布在蛋白两侧，并且与一种UbiquitinE3ligase蛋白CBL有相似的EF-hand结构域，另一个结构域也与CBL有类似的折叠方式。
根据这一结构特性，我们推测这一蛋白可能是Nedd8修饰过程中的E3ligase，进而推测该蛋白与另一已知的Nedd8修饰过程中的E3ligaseRbx-1相互作用。
我们体外实验证明了两者的相互作用。
根据以上结果，我们构建了DCN-1参与蛋白修饰的分子模型。

(2)人复制起始复合物ORC的修饰亚基的结构与功能研究 ORC（OriginRecognitionComplex）是真核生物染色体复制起始蛋白复合体，在DNA复制过程中结合于复制起始位点，进一步招募其它复制所需蛋白，从而启动DNA复制过程。
这一复合体由6个亚基组成，分别为Orc1-
6，Orc1-5为含AAA型ATPase类结构域的蛋白，而Orc6与其它5种蛋白都不同，是复合体的调节亚基。
尽管这一复合体十分重要，但一直没有获得它的结构。
我们首先从Orc6入手，开展解析这一蛋白结构工作。
我们获得了该蛋白一个结构域约100氨基酸的结构。
结果表明，该蛋白极有可能是招募其它DNA复制酶的分子，并且参与与DNA的相互作用。
进一步研究在进行中。

8、人源多功能转录共激活因子p100结构与功能研究 刘志杰组 IL-4信号传导通道是人体免疫反应的重要通道之
一。
实验表明IL-4信号传导通道与许多疾病如过敏，哮喘，癌症等密切相关。
多功能转录共激活因子p100蛋白是此通道中的一个非常重要多种功能蛋白。
p100蛋白发现至今已有近十年历史。
到目前为止，发现的p100蛋白涵盖的功能有：p100蛋白是EBNA2的转录调控激活因子；p100蛋白与转录因子cMyb和丝氨酸/苏氨酸激酶pim1结合并增强活性；p100蛋白与病毒mRNA合成密切相关的nsp1特异性结合；p100蛋白是RNA介导的沉默复合物(RISC)的重要亚基之
一，并能够与富含U·I和I·Upair的dsRNA相互作用；p100蛋白作为共激活因子促进STAT5和STAT6介导的转录活性调控，并形成多种蛋白质复合物，包括RNApolII-p100-STAT6；p100-STAT5；STAT6-p100-RHA等。
目前为止尚无有关p100的全面的结构和功能研究的报道。
我们表达和纯化了人源p100蛋白Tudor结构域，并获得了晶体，解析了其精细三维结构，为进一步研究p100和蛋白质复合物的结构和功能提供了有利证据。
目前进一步的结构和功能分析正在进行中。
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(7)StructuralandFunctionalStudiesofYeastDNC-1andHumanORC61)StructuralandfunctionalstudiesofyeastDCN-
1 YingfangLiuGroup DCN-1hasbeenshowntopromoteCullinneddylationinvivo,anditbindsdirectlytoNedd8andassociateswithCdc53p.DCN-1’sabilitytomediatevariousprotein-proteininteractionsisbelievedtobeimportantforitsneddylationfunction,forwhichthestructuralbasisremainstobeunderstood.WedeterminedthecrystalstructureofyeastDCN-1to1.9Åresolution.Thestructureshowsthattheregionpassingresidues66-269adoptsacuboid-likeoverallfold,consistingofanEF-handmotifandtwocloselyconnected3-helixcoiled-coilmotifs.TheEF-handmotifstructureishighlysimilartothatofthec-CblubiquitinE3ligase.OurinvitrobindingresultsshowthatDCN-1bindsdirectlytoRbx-1p,whichplaysanimportantroleinproteinneddylation.OurresultssuggestthattheproteinfunctionsasaneddylationE3ligase,andcouldpossiblyinteractwithitspartnersduringneddylationprocessesinauniqueway. 2)StructuralandfunctionalstudiesofhumanORC6 ORC(OriginRecognitionComplex)isaconservedplexinanismsandfunctionsinDNAreplicationinitiation.Itconsistsofsixsubunits,thatis,ORC1-
6.ORC1-5areproteinswithAAA-typeATPasedomains,whileORC6,thesmallestsubunitinplex,isdifferent.ORChasbeenstudiedforoveradecadesinceitwasidentifiedin1992,butitsmolecularmechanismremainsuncleartodate,especiallythestructuralandfunctionalrelationshipofORC6.Weplantostudythefunctionalandstructuralrelationshipoftheplexaswellasitssubunits.WedeterminedthefirststructureofonedomainofhumanORC6.ThestructuresuggeststhatORC6maybindtoDNAonitsown,andmayfunctiontorecruitotherreplicationfactorstotheDNAreplicationoriginandtoinitiatetheDNAreplicationprocesses.
(8)Structuralandfunctionalstudyofhumantranscriptionalcoactivatorp100 ZhijieLiuGroup Cytokinesregulatethegrowthanddifferentiationofoieticcellsthroughactionofcertaintyrosinekinases(JAKs)andSTATtranscriptionpathways.DeregulationoftheJAS/STATpathwayhasbeenimplicatedinseveralhumandiseases,particularlycancer,allergyandpolycystickidneydisease.IL-4isapleiotropiccytokine,andthebiologicalresponsetoIL-4stimulationiscelltype-dependent.P100(a100kDaprotein)wasfoundtobindST6TADandactsasabridgefortherecruitmentofRNApolymeraseIIandhistoneacetyltransferaseactivitytoSTAT6.P100hasbeenreportedtointeractwithc-MybandPim-1serin/threoninekinasethroughsequenceslocatedinSN-likedomains.TheP100proteinwasfoundtobindnonspecificallywithviralmRNA,butitsfunctionisnotyetclearasmanynewfunctionsarebeingdiscoveredandreportedinrapidession.Thethree-dimensionalstructureoftheP100proteiniscurrentlyunknown.TheP100C-terminaldomain(residues:651-872)wasexpressed,purifiedandcrystallized.The3Dstructurehasbeendeterminedtoaresolutionof2.0Å.Furtherstructuralandfunctionalanalysisisinprogress. 22
9、线粒体呼吸链复合物结构与功能研究 孙飞组 本课题组利用电子显微镜和X射线晶体的方法开展膜蛋白、病毒以及生物超分子复合体的结构研究。
研究方向为现代结构生物学，包括X射线结构生物学、冷冻电镜结构生物学和冷冻电镜断层成像的细胞结构学三个大的方面。
研究进展包括：己经成功纯化了含13个亚基的大肠杆菌NDH－1膜蛋白复合物，并获得了类晶物；获得了细菌脂蛋白合成通路上两个重要膜蛋白的晶体；与王志珍院士研究组合作，解析了内质网蛋白质质量控制系统中第一个人源全长ERp44蛋白的三维晶体结构，目前正在进行总结和文章写作；利用电镜和X射线晶体学开展利用二型分子伴侣α和β的结构研究，成功利用负染方法完成了α分子外形的三维重构，观察到了同一种复合体内的两种分子构像，此外还获得了α分子和β分子的晶体，进一步的冷冻电镜工作和晶体学工作正在开展中。
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(9)MitochondrialrespiratoryComplexIIstructuralelectrontransfermechanismFeiSunGroup Wewillfocusonthestructureofmembraneproteins,virusesandbiologicalsuperplexesviabinationofelectronmicroscopyandX-raycrystallography,includingX-raystructuralbiology,cryo-electronmicroscopystructuralbiologyandcryo-electrontomographycellbiology. WehavealreadyessfullypurifiedtheE.coliNDH-1plexcontaining13subunitsandobtainedsomesemi-crystals.Wealsoobtainedthecrystalsoftwoimportantmembraneproteinsrelatedtothebacteriallipoproteinsynthesispathway.Inaddition,incollaborationfromProf.C.C.Wang,wesolvedthefirstcrystalstructureofhumanERp44relatedtotheproteinqualitycontrolsystemintheendoplasmicreticulum.Finally,weessfullyreconstructedthe3DstructureofarchaealtypeIIchaperon　usingnegativestaining,revealingtwodifferentconformationsinplex,andwealsoobtainedcrystalsofchaperon　andchaperon　.FurtherworkoncryoEMandX-raycrystallographyisnowunderway. 24 （二）蛋白质功能与折叠原理研究
1.蛋白质二硫键异构酶四个结构域的环形排布及其协同作用 王志珍组 用小角X射线散射(SAXS)技术测定了人蛋白质二硫键异构酶（PDI）在溶液中的结构。
这是首次报道的人源PDI全长分子在溶液中的低分辨率结构。
重构模型表明PDI是一个短的椭圆柱体形状的分子，计算分子质量为69kDa，分子大小为105×65×40Å。
四个具有硫氧还蛋白折叠((Trx)-fold)模式的结构域按a-b-b’-a’顺序以环形的方式排列。
原子力显微镜成像结果也表明PDI分子在溶液中大概是一个扁平的椭圆柱体。
基于分子筛测定的表观分子质量为116KDa的PDI组分长期被认为是一个同源二体，但是超离心分析的结果表明它实际上是单体。
PDIC端的441-491序列可能是造成PDI分子筛行为异常的原因。
PDI的环形排布模型诠释了PDI在行使异构酶和分子伴侣活力时四个结构域的相互协同作用。

2.分子伴侣Hsp70通过与不同中间体相互作用抑制α-synuclein形成纤维 王志珍组 α-Synuclein(AS)是帕金森氏症患者大脑神经元中淀粉样沉淀所形成的包含体－路易氏体的主要成分。
我们鉴定到热休克蛋白Hsp70至少通过阻止AS纤维前体的形成、结合AS纤维前体阻止AS“核”形成、结合AS“核”抑制AS纤维延伸三种作用来抑制AS形成纤维；并且抑制AS纤维前体所诱导的脂质体通透性的增加。
Hsp70的底物结合结构域本身已足以抑制AS形成纤维，而与AS纤维前体结合只需要底物结合亚结构域，但结合AS“核”则同时需要C-末端盖状亚结构域和底物结合亚结构域。
分子伴侣抑制AS形成纤维的研究结果为阐明AS形成纤维的机制提供了分子基础，同时也为分子伴侣在许多神经退行性疾病中阻止有关蛋白形成毒性物质的机制提供了分子基础。

3.大肠杆菌DsbC的折叠行为——单体折叠中间体的鉴定 王志珍组 通过构建单体和二体突变体，分析盐酸胍诱导的同源二聚体DsbC的去折叠和重折叠的平衡态和动力学的过程。
我们监测到DsbC在折叠中的单体中间体。
说明DsbC的二体结构和非活性中心二硫键对其结构的稳定和功能的发挥起到重要作用。
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2.Proteinfunctionandfolding
(1)Annulararrangementandcollaborativeactionsoffourdomainsofprotein-disulfideisomerase：asmallangleX-rayscatteringstudyinsolution Chih-chenWangGroup Usingsmallanglex-rayscattering(SAXS),weforthefirsttimereportedthelow-resolutionstructureofintactproteindisulfideisomerase(PDI)insolution.TherestoredmodelrevealedthatPDIisashortandroughlyellipticalcylinderwithamolecularmassof69kDaanddimensionsof105×65×40Å,andthefourthioredoxin-folddomainsintheordera-b-b’-a’arearrangedinanannularfashion.AtomicforcemicroscopeimagingalsosupportedthefindingthatPDIappearsasanapproximatelyflatellipticalcylinder.APDIspecieswithapparentmolecularmassof116kDameasuredbyusingsize-exclusionchromatography,previouslyassumedtobeadimer,wasdeterminedtoexistmainlyasamonomerbyusinganalyticalultracentrifugation.TheC-terminalfragment441–491contributedtotheanomalousmolecularmassdeterminationofPDIbysize-exclusionchromatography.TheannularmodelofPDIountedforthecooperativepropertiesofthefourdomainsinboththeisomeraseandchaperonefunctionsofPDI.
(2)HeatShockProtein70inhibitsα-Synucleinfibrilformationviainteractionswithdiverseintermediates Chih-chenWangGroup α-Synuclein(AS)istheponentofLewybodiesinmidbraindopamineneuronspathologicallycharacteristicofParkinson’sdisease.Weshowthatheatshockprotein(Hsp)70inhibitsASfibrilformationviapreventingtheformationofprefibrillarAS(PreAS),bindingwithPreAStoimpedenucleiformation,andbindingwithnucleitoretardfibrilelongation.Also,Hsp70suppressesthePreAS-inducedpermeabilizationofvesicularmembranethroughinteractionswithPreAS.Thesubstrate-bindingdomainaloneissufficientforHsp70toinhibitASfibrilformation.ThebindingofHsp70withPreASonlyrequiresthesubstrate-bindingsubdomain,whilethebindingwithASnucleirequirestheC-terminallidsubdomainaswell.TheresultsmayformthemolecularbasisforelucidatingthemechanismofASfibrilformationandthecrucialrolesofchaperonesinprotectingproteinsfromtoxicconversioninmanyconformationaldiseases.
(3)FoldingofEscherichiacoliDsbC:characterizationofamonomericfoldingintermediate Chih-chenWangGroup Wehavestudiedtheguanidinehydrochloride(GdnHCl)-inducedunfoldingandrefoldingofDsbCusingmutagenesis,intrinsicfluorescence,circulardichroismspectra,size-exclusionchromatographyandsedimentationvelocityanalysis.FoldingofDsbCfollowsathree-statetransitionmodelwithamonomericfoldingintermediateformedin0-2.0MGdnHCl.ThefoldingofDsbCinthepresenceofDTTindicatesanimportantroleofthenon-active-sitedisulfidebondinstabilizingtheconformationofthemolecule.DimerizationensuresperformanceofchaperoneandisomerasefunctionsofDsbC. 26
4、蛋白质错误折叠与疾病 柯莎组
（1）Ure2prion化的分子机制：N端和C端结构域分别在prion化中的作用 酵母prion蛋白Ure2在体内和体外都能形成淀粉样结构，其N端的prion结构域（PrD）和C端部分区域被发现在体内能影响Ure2的prion化。
为了揭示Ure2prion化的机制，我们已经研究了一系列PrD缺失的Ure2突变体的性质，发现PrD在纤维化的成核过程中有重要作用，C端区域决定Ure2的折叠性质。
我们也进行Ure2折叠的动力学和热力学分析，发现Ure2至少存在三个折叠中间态，目前我们正在研究一系列C端缺失突变体的折叠机制。

（2）Ure2的酶学分析 我们首次证明了天然态和纤维化Ure2都具有谷光甘肽依赖性的过氧化物酶活性。
为了进一步发现其反应机制和确认催化活性的必需残基，我们正在进行一系列相关突变体的构建以及功能与结构关系的研究。

（3)淀粉样聚集物的细胞毒性研究 培养不同种类的哺乳动物细胞，加入天然态Ure2及不同种类的Ure2聚集体，研究Ure2及其成纤维不同阶段聚集体的细胞毒性。
原初纤维的细胞毒性最大，其次是成熟纤维，天然态的Ure2几乎没有细胞毒性。
分子伴侣对Ure2聚集体细胞毒性的影响正在研究中。

（4）分子伴侣与Ure2的相互作用 在细胞内影响prion化的因素包括分子伴侣Hsp70、Hsp40和Hsp104。
这些分子伴侣已被纯化并用于探索他们对Ure2折叠和纤维化的影响。
最近的结果表明Hsp40-Ydj1能和Ure2直接相互作用，并且特异性的在Ure2成纤维的早期抑制Ure2的纤维形成。
其他分子伴侣Ssa1-Hsp70和Hsp104也能抑制Ure2的纤维形成。
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(4)ProteinMisfoldingandDiseaseSarahPerrettGroup 1)MolecularmechanismofUre2prionformationTheyeastprionproteinUre2formsamyloid-likestructureinvivoandinvitro.MutantsineithertheN-terminalpriondomain(PrD)ortheC-terminalregionofUre2arefoundtoaffectprionformationinvivo.Inordertoshedlightonthemechanismofprionformation,wehavestudiedthepropertiesofaseriesofPrDdeletionmutants.WefoundthattheN-terminalPrDplaysanimportantroleinthenucleationofamyloid-likestructure,whilethefoldingpropertiesofUre2aredeterminedbytheC-terminalregion.WehavealsocarriedoutadetailedicandthermodynamicanalysisofUre2folding,identifyingatleastthreefoldingintermediates,andwearecurrentlystudyingthefoldingmechanismofaseriesofC-terminaldeletionmutants.2)EnzymaticactivityofUre2WehavedemonstratedthatUre2possessesglutathione-dependentperoxidaseactivity.Interestingly,wefoundthatperoxidaseactivityismaintainedinamyloid-likefibrilsofUre2.Inordertogainfurtherinsightintothereactionmechanismandtoidentifytheresiduesrequiredforcatalyticactivity,wearecurrentlycarryingoutmutagenesisstudies.Basedoninspectionofthepublishedcrystalstructure,andsequencealignmentsofUre2withrelatedenzymes,wehavemutatedresiduesthatappeartobeimportantforsubstratebindingoractivitation.Themutantshavebeenpurifiedandtheirenzymeicscharacterized.ApictureisnowemergingoftheresiduesimportantfortheenzymeactivityofUre2.3)IdentifyingthetoxicspeciesintheprocessofamyloidformationWehaveisolatedintermediatesthatappearatdifferentstagesduringtheprocessofUre2amyloidfibrilformationandtestedtheiraffectonmammaliancellsinculture.Wefoundthatbothsmallaggregatesandmaturefibrilswereabletoentermammaliancells,butonlyearlyaggregationintermediatesweretoxictothecells.4)InteractionofchaperoneswithUre2 FactorsthataffectUre2prionformationinthecellincludethemolecularchaperonesHsp70,Hsp40andHsp104.ThesechaperoneshavebeenpurifiedandweareinvestigatingtheireffectuponfoldingandfibrilformationofUre2.RecentresultshavedemonstratedadirectinteractionbetweenthesechaperonesandUre2.Further,wefoundthateachofthesechaperonesisableindividuallytoreducetheformationofamyloid-likeaggregatesofUre2.AdetailedcharacterizationoftheinteractionwithHsp40indicatesthatitinhibitsfibrilformationbybindingtothenativestateofUre2priortotheonsetofoligomerisation. 28
5、蛋白-蛋白和蛋白-DNA相互作用的NMR研究王金凤组
（1）确定了一个人源c10orf70(c10orf70[31-108])蛋白质的三维结构，这是一个相互交叠的二体蛋白，是具有新结构类型的人线粒体的2Fe-2S蛋白。
它的Fe-S簇的几何结构以及Fe-S簇结合位的结构不同于其它的已知2Fe-2S蛋白。
经分析c10orf70[31-108])蛋白质可能是一个糖尿病药物Thiazolidinediones(TZDs)在人线粒体中的潜在靶分子。

（2）确定了[P62A]Ssh10b二聚体的三维结构，运用GdmSCN的变性实验和NMR的H/D交换及蛋白骨架酰氨氮弛豫研究了[P62A]Ssh10b及其突变体热稳定性的结构基础及热稳定性的分子机制。
指出了在桶状疏水核心的疏水堆积与蛋白质中的肽链间和肽段间的氢键以及离子对间的协同相互作用决定了[P62A]Ssh10b的热稳定性，而盐键网中的静电相互作用对蛋白质的高度热稳定性起了关键作用。

（3）研究了金黄色葡萄球菌酶（SNase）的β-与α-亚结构域片段(SNase121与SNaseα3片段)在SNase121-SNaseα3复合体中的折叠机制及相互识别的机制，确定了SNase121-SNaseα3复合体的溶液三维结构,得出了β亚结构域和α亚结构域两个片段在复合体中相互作用，相互诱导，不断地调整结构，最后组装成天然态的酶，说明了在全酶折叠过程中β亚结构域和α亚结构域的折叠有高度地协同性和依赖性。

（4）运用异核多维NMR解析了其它三个人源基因编码蛋白质的三维结构，正在对这些蛋白的相关功能进行研究。
正在进行[P62A]Ssh10b-DNA和SNase-DNA复合物的异核多维NMR实验，以最终确定复合物的溶液三维结构。

6、内源NO介导神经元内质网应激的分子机理 陈畅组建立内外源一氧化氮NO诱导神经细胞内质网应激模型。
阐明神经细胞内质网应激过程中NO对功能蛋白的巯基亚硝基化修饰的机理及与细胞氧化还原状态的关系，以及该过程中细胞内氧化应激和亚硝基化应激的时序关系。
揭示细胞中重要的控制蛋白合成的细胞器内质网发生应激对神经细胞损伤的新的作用机理，为蛋白沉积类疾病机理提供新线索。
为通过监测细胞内总体亚硝基化修饰水平新指标来诊断脑疾病提供理论依据。
并进一步研究NO供体S-亚硝酰基谷光甘肽（S-nitrosoglutathione，GSNO）的调控机制，为开发新的NO供体类药物奠定基础。
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(5)Protein-ProteinandProtein-DNAInteractionsStudiedbyNMRMethods JinfengWangGroup The3Dstructureofthesolubledomainofhumanc10orf70(c10orf70[31-108])hasbeensolvedwhichrevealsanoveliron-sulfurproteininhumanmitochondria,presentingasanintertwineddimer.Thegeometryofthe[2Fe-2S]clusterandthestructureofthecluster-bindingsitearenovelamongother[2Fe-2S]iron-sulfurproteins.c10orf70[31-108]canbepostulatedasapotentialtargetforThiazolidinediones(TZDs)inhumanmitochondria. The3Dstructureof[P62A]Ssh10bdimerwasdetermined.TheamidehydrogenexchangeintheabsenceandpresenceofdifferentconcentrationsofGdmSCNandbackbone15NrelaxationdetectedbyNMRexperimentswereusedtoprovideabasisforinterpretingthestabilityof[P62A]Ssh10binastructurallycorrelatedfashion.Theresultsindicatethatthecooperativeinteractionsofhydrophobicpackinginthebarrel-shapedhydrophobiccorewiththecross-strandandcross-segmenthydrogen-bondingandion-pairingdeterminethethermalstabilityof[P62A]Ssh10b.Theelectrostaticinteractionsarethoughttobecrucialtohigherthermalstabilityoftheproteinstructure. The3DstructureofplexofSNase121andSNaseα3wasdetermined,whicharethetwofragmentsofalnuclease(SNase)representingβ-andα-subdomains,respectively.ThefoldingmechanismandrecognitionmechanismoftwoSNasefragmentsintheSNase121-SNaseαplexhavebeenanalyzed.The3DstructureoftheSNase121-SNaseαplexisverysimilartothenativestructureofSNase.Thetertiaryfoldingoftwofragmentsinplexisinducedbythelong-rangeinteractionsbetweenthemandproceedscooperatively. StructuresoftheotherthreehumanproteinsweredeterminedbyheteronuclearmultidimentionalNM