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本论文研究包括二部分:(1)人cAMP依赖型蛋白激酶β抑制剂(PKIβ)的表达纯化和结构功能研究(2)人ERp29的克隆、表达纯化以及结构和功能研究。
人cAMP依赖型蛋白激酶β抑制剂(PKIβ)是一种新的耐热蛋白,它由78个氨基酸残基组成,理论分子量为8648.2道尔顿,等电点为4.69.实验证明,人cAMP依赖型蛋白激酶β抑制剂是对PKA催化亚基(C)具有抑制作用的蛋白之一。人脑胶质瘤和正常脑组织间的差异表达表明人PKIB基因可能与人脑胶质瘤的形成与人脑的发育过程有关。
为了表征人PKIβ结构特征和更好地了解它的生物学功能,首先,我们利用2D1HCOSY,TOCSY和NOESY等二维核磁共振技术,在BrukerDMX500核磁共振仪上,用TPPI方法纯吸收模式,测得了人PKIβ的一系列二维核磁共振谱图,得到了部分结构信息。
在此基础上,我们以M9培养基为介质,用15N标记人PKIβ,通过高表达和纯化,得到了15N均匀标记的人PKIβ样品,在500兆核磁共振仪上分别对样品进行了2D15N-1HHSQC,2D15N-1HHSQC-TCOSY,2D15N-1HHSOC—NOESY和3D15N-1HHSQC—NOESY等NMR实验,我们采用“自旋体系识别”和“序列归属”的方法对15N均匀标记的人PKIβ的上述NMR谱峰进行了归属,大约90%的15N和1HN峰已经得到归属。在上述工作的基础上,我们用化学位移标志(CSI)方法识别人PKIβ的二级结构单元并确定了它们的序列位置。该结果与我们之前用CD和FTIR获得的数据基本一致。与野兔PKIQNMR实验结果的比较显示,人PKIβ很可能也是由具有抑制功能和出核信号功能的二个结构非常相似的结构域组成。
目前我们正试图表达和纯化一定量的PKAC样品,深入研究15N标记的人PKIβ与PKAC之问的相互作用关系和特点,以期发现人PKIβ新的功能。
ERp29是内质网内一种重要蛋白,研究表明它在动物细胞内发挥着重要的作用,可能具有帮助分泌蛋白折叠和起着分子伴侣的功能。本论文用细菌表达系统克隆、表达和纯化出大量的人ERp29蛋白,并用圆二色谱(CD)、傅立叶红外光谱(FTIR)和拉曼(Raman)光谱对其二级结构进行了测量,结果表明人ERp29主要以α螺旋结构为主,其二级结构相对含量为:α螺旋大约为45%,β折叠约为22%,β转角约为15%,无规卷曲结构约为18%。此外,我们还采用圆二色谱(CD)和傅立叶红外光谱对人ERp29的热稳定性进行了研究,发现人ERp29在50℃以下,二级结构很稳定,几乎不受温度影响,而在50℃和70℃之间有两个突出的结构改变点。ERp29的这一特点可能解释为什么它不能保护底物蛋白免于在高温下聚合的原因。