重組蕎麥胰蛋白酶抑制劑的初級晶體學(xué)研究.pdf

1、蛋白酶抑制劑(Proteinase inhibitor, PI)是一類具有抑制蛋白酶活性的物質(zhì)，有機(jī)體內(nèi)的內(nèi)源性蛋白酶抑制劑一般是分子量相對較低的生物大分子，而小的非蛋白類抑制劑大多來源于微生物。絲氨酸蛋白酶抑制劑(Serine Proteinase Inhibitor，SPI)作為主要的蛋白酶抑制劑之一，可以調(diào)控生物體內(nèi)的多種生理反應(yīng)、與蛋白酶的活性部位結(jié)合、抑制酶的催化作用或阻止酶原轉(zhuǎn)化為有活性的酶，SPI在一系列的生理病理過程中也

2、起著關(guān)鍵性的調(diào)控作用。
　　通過對一類絲氨酸蛋白酶抑制劑功能與結(jié)構(gòu)研究的檢索，我們總結(jié)了該類蛋白酶抑制劑結(jié)構(gòu)中不同的結(jié)構(gòu)單元對抑制劑分子結(jié)構(gòu)的形成的影響，及與穩(wěn)定性的關(guān)系;同時從多個層次比對了絲氨酸蛋白酶抑制劑類型中多個家族分子間的同源性，并從多個角度對分子間的相互作用及作用機(jī)理進(jìn)行了描述與解釋。在此基礎(chǔ)上，我們將多年來蛋白酶抑制劑研究領(lǐng)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)與作用機(jī)制建立了連貫、完整的聯(lián)系，并通過基因工程手段制備出一種高活性蕎麥胰蛋白酶抑制

3、劑，為開展該類抑制劑的晶體學(xué)研究提供了材料。
　　經(jīng)同源性比對，我們發(fā)現(xiàn)蕎麥中的該類抑制劑屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑(serineproteinase inhibitors，serpin)中的馬鈴薯抑制劑Ⅰ家族(Potato Inhibitor-Ⅰ Family)，并且具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。為了從分子水平對該抑制劑的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系進(jìn)行研究，我們分別開展了rBTI分子及該分子與其相互作用的蛋白酶形成的復(fù)合物的生物大分子結(jié)晶生長、

4、X-ray衍射及初步的數(shù)據(jù)處理等研究。首先制備出適合于結(jié)晶生長的rBTI純品，經(jīng)過對結(jié)晶條件的優(yōu)化，獲得了較好的晶體;之后通過對X-ray衍射條件的摸索，收集了該分子晶體的衍射數(shù)據(jù)，并對衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步分析。通過上述實(shí)驗，我們獲得了有利于深入開展該分子晶體結(jié)構(gòu)的解析及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究的有價值的指導(dǎo)信息。
　　由于在rBTI分子與相應(yīng)酶的相互作用過程中較為詳細(xì)的分子水平的反應(yīng)機(jī)制尚不確定，在研究領(lǐng)域還存在不同的觀點(diǎn)，為了從蛋白