2013年5月20日，《美国科学院院报通讯》（PNAS）在线发表了由清华大学生命科学学院王新泉实验室，与美国休斯敦贝勒医学中心程宁辉博士以及中国科学院青岛生物能源与过程研究所冯 银刚博士共同合作完成的研究成果："Structural insights into the N-terminal GIY-YIG endonuclease activity of Arabidopsis glutaredoxin AtGRXS16 in chloroplasts"。该成果运用结构生物学、生物化学和酵母研究方法，发现了谷氧还蛋白（Glutaredoxin, GRX）家族中一种全新的活性调节方式。

作为一种调节细胞内氧化还原势的巯基氧化还原酶，谷氧还蛋白广泛地存在于各种生物体内且功能高度保守。植物中的谷氧还蛋白具有多达数十种的亚型 （isoform），分别定位于细胞的不同部位并可能具备不同的功能和活性调节方式，但很多亚型的结构、功能和调节机制至今未被深入了解。该研究利用外源 谷氧还蛋白对酵母GRX5缺失突变体的功能互补实验，首先发现一个在植物中高度保守的、定位于叶绿体的拟南芥谷氧还蛋白AtGRXS16中，N端部分对C 端GRX结构域的活性具有抑制作用。溶液核磁共振结构解析表明AtGRXS16的N端部分具有GIY-YIG DNA核酸酶结构特点，体外生化实验表明其具有核酸酶活性。质谱鉴定随后发现在AtGRXS16中，N端GIY-YIG结构域上一个位于分子表面的Cys 与C端GRX结构域活性位点-CGFS-上的Cys形成二硫键。通过核酸酶活性和酵母互补实验，研究人员发现该二硫键同时抑制AtGRXS16上N端和C 端结构域的活性，而在还原条件下，其N端核酸酶和C端GRX活性同时得到恢复。

该研究首次发现了谷氧还蛋白家族中存在链内二硫键对其活性的调节方式，而AtGRXS16中GRX与核酸酶活性的同步调节，则提示了植物叶绿体中氧化还原势的变化与DNA代谢的关系，特别是氧化压力下谷氧还蛋白所调控的DNA损伤修复。

本论文的第一作者是清华大学生命科学学院博士生刘曦同学，程宁辉、王新泉与冯银刚博士为共同通讯作者。清华大学邓海腾实验室进行了质谱鉴定工作，浙江师范大学刘建中博士也参与了研究工作。该研究得到科技部蛋白质重大科学研究计划和国家自然科学基金委的支持。