本论文主要研究组蛋白修饰和tRNA修饰相关蛋白的结构与功能。论文的前两章介绍了人源蛋白MCPH1串联BRCT结构域的结构与功能。MCPH1蛋白参与到DNA损伤修复过程中,它含有三个BRCT结构域,其中位于N端的第一个BRCT结构域与染色质重塑复合物SWI-SNF结合,并把SWI-SNF复合物带到DNA损伤位点,使紧密的染色质变的松散；位于C-端的第二个和第三个BRCT结构域属于串联BRCT结构域,他被证实参与结合磷酸化的组蛋白变异体H2AX (γH2AX)。γH2AX发生在DNA修复反应的早期并引发了下游的修复过程,在DNA的损伤修复过程中扮演着重要角色。在本论文中,通过采用X射线晶体学和生物化学相结合的方法,我们研究MCPH1串联BRCT结构域识别yH2AX的分子机制。首先我们用荧光偏振的方法测定了MCPH1串联BRCT与yH2AX小肽的亲和力,结果表明它们之间有很强的的相互作用。然后,我们分别解析了串联BRCT以及它与yH2AX小肽复合物的晶体结构,并与其他经典的串联BRCT结构相比较,我们的结构显示MCPH1采用一种新的RXXN motif代替RXXK motif来识别yH2AX。此外,MCPH1对磷酸化+3位的残基(Tyr,位于小肽的C末端)有选择性,它倾向于结合C末端有COOH基团的小肽,C-末端的氨基化明显减弱了它们的相互作用。我们进一步证明MCPH1串联BRCT结构域与内源性的yH2AX有相互作用。我们的研究揭示了MCPH1串联BRCT结构域识别yH2AX的分子机理。论文的后两章介绍了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) tRNA ml G9甲基转移酶scTrml0的酶活催化机制。tRNA的甲基化是一种很普遍的修饰,这种修饰对tRNA的生物学功能是必需的。然而鸟嘌呤G的N-1甲基化(m1G)在tRNA修饰中却比较罕见,目前在两个位点上发现了m1G甲基化：位于anti-codon附近的nlG37和位于D-loop和acceptor stem连接处的m1G9。据最近的文献报道,Trm10家族蛋白被发现与tRNA ml G9的形成有关,但是,该反应的催化机制以及Trm10与底物tRNA的结合机制尚不清楚。在本工作中,我们解析了酿酒酵母scTrml0与小分子底物SAH的复合物晶体结构。通过拓扑结构分析,我们发现scTrml0的酶活结构域属于SPOUT甲基转移酶家族。因为目前已知的SPOUT家族甲基转移酶都是同二聚体,所以我们使用X射线小角散射(SAXS)的方法研究了裂殖酵母spTrm10的溶液结构,结果证明spTrm10在溶液中呈现单体状态,而且它的N端区域在溶液中非常活跃。通过体外的酶活实验、ITC实验和分子docking结果,我们猜测两个保守残基参与了甲基转移反应：D210可能在酶活反应充当着转移甲基的作用,而Q118则与tRNAG9有直接的相互作用。进一步,我们用EMSA实验证实了scTrm10的N端区域和酶活结构域的碱性区域都可以识别tRNA。通过该研究,我们第一次报道了酿酒酵母scTrm10的晶体结构,并进一步分析了它催化tRNA ml G9形成的分子机制。