奖项等级：

一等奖

奖项类别：

科学技术奖

主要完成单位：

主要完成人：

吕建新

铁硫簇除参与细胞呼吸和能量代谢外，还参与了①氨基酸、血红素和生物素的生物合成，②DNA复制和修复，③RNA修饰，④蛋白质的合成和⑤基因表达调控等多种生理功能，其对生物功能的调控作用不亚于磷酸化/去磷酸化调控和甲基化/去甲基化调控。目前为止，自然界中发现的铁硫蛋白仅500多种，然而在本项目研究之前，细胞内铁硫簇合成的具体机制尚不清楚。因此，铁硫簇合成机制的探索、以及未知铁硫蛋白的鉴定及其功能研究，对全面揭示生物体代谢途径及其功能调控是至关重要的。 本项目组经过近10年的研究，率先揭示并证实了“IscA作为铁的分子伴侣为铁硫簇合成提供铁”的机制，共同完善了铁硫簇的合成的理论机制。此外，我们还取得了如下研究进展和成果：1）对大肠杆菌中未知功能蛋白中的铁硫蛋白进行了筛选，在58个候选蛋白中确定了13个铁硫蛋白和3个铁结合蛋白，为进一步分离鉴定及研究其余蛋白质的功能提供了方法和依据；2）发现大肠杆菌DNA解螺旋酶DinG是一个[4Fe-4S]型铁硫蛋白，并阐明了铁硫中心对该酶活性的调节作用机制；3）发现拓扑异构酶TopA是一个铁和锌结合蛋白，并阐述了铁和锌在TopA中相互竞争结合以及对拓扑异构酶活性的调节关系。这些研究发现，为其它物种铁硫蛋白的研究提供了成功的范例。值得一提的是，我们构建了具有自主知识产权、能够对环境中化学毒性物质和重金属铜进行快速检测的生物反应器，构建了一系列工程菌株。 本项目共发表SCI收录论文13篇，累计影响因子63.968分，论文被他引211次，其中包括发表在CHEM REV（IF35.957）、NATURE（IF34.48）、ANNU REV BIOCHEM（IF29.875）等顶级杂志论文。本项目专利保存菌株3株，申请国家发明专利3项，已授权专利1项。