hUBF HMG box5蛋白折疊和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的初步研究.pdf

1、近來,人們對(duì)蛋白質(zhì)折疊問題的研究給予了越來越多的關(guān)注。作為分子生物學(xué)中心法則中一個(gè)尚未解決的重大生物學(xué)問題,蛋白質(zhì)折疊不僅和蛋白質(zhì)正確行使功能息息相關(guān),更和人類的一些淀粉狀纖維變性病的形成有重要關(guān)系。只有透徹地了解蛋白質(zhì)折疊過程中的一系列基本事件,才有可能最終了解蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。研究蛋白質(zhì)折疊不僅具有重大的科學(xué)意義,更在醫(yī)學(xué)和生物工程領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值。本課題中我們選用了hUBF HMG box5蛋白為模型,主要采用核磁

2、和自然態(tài)下氫氘交換相結(jié)合的方法研究了HMG box這一類蛋白結(jié)構(gòu)域的折疊特性。
　　HMG染色體蛋白主要存在于各種組織的核蛋白中,它包含三個(gè)超家族:HMGB,HMGN和HMGA。其中HMGB又稱為HMG box。HMG是一類和DNA結(jié)合相關(guān),只含有70-80個(gè)殘基的相對(duì)較小的結(jié)構(gòu)域。它的折疊主要采用由三段α螺旋組成的L型折疊模式,螺旋中間形成一個(gè)疏水核心。這種結(jié)構(gòu)域不僅在多種蛋白中廣泛存在,還在不同物種的蛋白中具有折疊模式的保守性

3、。功能的重要性、結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性、存在的廣泛性、折疊模式的保守性這些特征都使得研究HMG結(jié)構(gòu)域的折疊特性變得很有意義。然而遺憾的是,目前此類的研究少之又少。在這些HMG結(jié)構(gòu)域中,我們實(shí)驗(yàn)室用NMR的方法成功確定了hUBF蛋白的第一個(gè)和第五個(gè)HMG結(jié)構(gòu)域(hUBF HMG box1和hUBF HMG box5)的溶液結(jié)構(gòu)。除此之外,實(shí)驗(yàn)室成員還應(yīng)用了多種光譜學(xué)的方法以及NMR的方法對(duì)hUBFHMG box1的折疊特性作了細(xì)致的研究并成功檢測(cè)到

4、了酸誘導(dǎo)的蛋白折疊過程中融球態(tài)的存在。為了更全面深入地了解HMG box結(jié)構(gòu)域的折疊過程,我們進(jìn)行了本課題的研究。除了應(yīng)用核磁和自然態(tài)下氫氘交換相結(jié)合的方法,我們還使用了一些常規(guī)的光譜學(xué)方法，如熒光光譜(fluorescence)、圓二色譜(CD)對(duì)蛋白質(zhì)折至進(jìn)行了研究。
　　我們首先用fluorescence和CD研究了pH 5.5 D20條件下，鹽酸胍(GdmCl)誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)變性過程。我們發(fā)現(xiàn)，hUBF HMG box 5蛋

5、白的變性主要發(fā)生在2-4 M GdmCl范圍內(nèi)，蛋白變性的Cm值大約為2.75 M GdmCl。以此為根據(jù)，我們進(jìn)行了變性劑濃度在0-1.6 M GdmCl范圍內(nèi)的自然態(tài)下氫氘交換實(shí)驗(yàn)。氫氘交換實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處于蛋白三段螺旋間的疏水核心也正是氫氘交換慢核心的所在，而三段螺旋對(duì)蛋白自然態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)看似并不相同，螺旋3似乎貢獻(xiàn)更少一些。另外自然態(tài)下氫氘交換實(shí)驗(yàn)還成功檢測(cè)到了蛋白折疊過程中部分折疊形式的存在和給出了殘基不同穩(wěn)定性的豐富信