白内障,是指由各种原因导致晶状体发生混浊症状的统称。其中,先天性白内障则特指在胎儿时期形成的白内障。全球每年约有150万新增盲童,其中,约有3/4的病患出现在发展中国家。由儿童致盲导致的经济和社会负担远远高于成年致盲,而有1/3的儿童致盲是由先天性白内障引起的。晶状体是一种双凸面的,透明的,用来对光线进行折射的工具。由于晶状体中血管的缺失,晶状体蛋白的高稳定性对于维持晶状体的高透明度以及正常的折光度显得尤为重要。根据蛋白在生理条件下的分子量大小,晶状体蛋白可被分为α-晶状体蛋白、β-晶状体蛋白和γ-晶状体蛋白。其中,β-晶状体蛋白又可以根据等电点的不同分为酸性β-晶状体蛋白(βA1、βA2、βA3、βA4)和碱性β晶状体蛋白(βB1、βB2、βB3)。有研究显示,由遗传导致的先天性白内障占到发病总数的约1/3。酸性β-晶状体蛋白4(CRYBA4)是一个由196个氨基酸构成的多肽链,是晶状体中的结构蛋白之一。现已有数篇文章发表并确认了 4种酸性β-晶状体蛋白4突变体可以导致先天性白内障,即c.281T>C,p.F94S、c.206T>C,p.L69P、c.190G>T,p.G64W和c.199T>A,p.Y67N。但是关于酸性β-晶状体蛋白4突变的致病机理,例如蛋白稳定是否有改变,结构是否受到影响等信息仍不清楚。本课题组选取G64W突变体作为主要研究对象,通过检测其与野生型蛋白各项生化性质、蛋白折叠情况、与其伴侣蛋白相互作用情况,分析两者存在的差异,再结合晶体结构上的分析,从而展示突变对蛋白的各项性质有何影响,结合先前文章所报道的结果,对该突变的致病的分子机理有了更深入的认识。目前,该课题已获得如下结果:1)利用麦芽糖结合蛋白作为标签蛋白,成功表达并纯化出高纯度的MBP-WT CRYBA4 和 MBP-G64W CRYBA4 融合蛋白。2)通过分子动力学模拟、圆二色谱、荧光相关光谱、蛋白质交联等实验方法验证了酸性(3-晶状体蛋白4在溶液中主要以二聚体的形式存在。而G64W突变降低了酸性β-晶状体蛋白4的热稳定性,并使得蛋白更倾向于形成多聚体。3)利用β-内酰胺酶筛选系统,通过检测蛋白折叠情况发现G64W突变影响了酸性β-晶状体蛋白4的正确折叠,并且具有类分子伴侣功能的α-晶状体蛋白A并不能帮助G64W突变体完全正确折叠。4)通过酵母双杂交以及体外pull-down实验发现G64W突变阻碍了酸性β-晶状体蛋白4与碱性β-晶状体蛋白1和2的相互作用,但却未影响其与α-晶状体蛋白A的相互作用。