锥虫病是由锥虫引起的一种寄生虫病,广泛流行于南撒哈拉非洲和美洲地区,引发了严重的公共卫生问题,造成巨大的经济损失。市场上仅有的数种化学药物治疗方案严苛,毒性巨大,抗药性明显,开发新的抗寄生虫药物迫在眉睫。锥虫酸钙小体细胞器中的可溶性焦磷酸酶(VSP),对锥虫感染哺乳动物宿主至关重要,并且与人类蛋白具有更低的同源性,可作为治疗锥虫病的重要药物靶点。但目前对锥虫VSP的分子结构、催化机理、尤其是N端钙调蛋白结构域的功能了解甚少,VSP特异性抑制剂的结构特征也尚不明确。因此对锥虫VSP的研究至关重要。本课题所研究的是来源于克氏锥虫(Trypanosoma cruzi,Tc)和布氏锥虫(Typanosoma brucei,Tb)的可溶性焦磷酸酶,通过Ni柱和DEAE柱,得到了高纯度的TcVSP蛋白、截短N端的VSP蛋白(ΔN1-TcVSP)和TbVSP蛋白,用于蛋白结晶,并最终通过X-光晶体衍射技术获得TcVSP与二磷酸盐抑制剂(BPH1260)的复合体结构、ΔN1-TcVSP与PPi及SO42-的复合体结构及TbVSP的晶体结构,其结构都为四聚体结构,并且TcVSP和TbVSP蛋白形成有趣的头对尾式的结构模型,即一条链的EF-hand域与另一条链的焦磷酸酶域相互作用。此蛋白结构是目前可溶性焦磷酸酶家族Ⅰ中首个含两个结构域的蛋白。同时,利用分子尺寸排阻色谱多角光散射仪(SEC-MALS)检测分子量的结果表明,TcVSP和TbVSP的N端结构域对分子聚集状态的影响不同。TbVSP在无钙离子存在时,为多种聚体的混合物,当存在钙离子时,则全部形成八聚体;而TcVSP分子的聚集状态与钙离子无关。表明虽然锥虫VSP具有相似的N端钙调蛋白结构域(EF-hand域),但其功能具有多样性。本研究建立了无机焦磷酸酶重组表达与纯化方法,获得了锥虫焦磷酸酶的晶体并解析其晶体结构,阐明了其结构功能关系,对研究其在寄生虫病防治上的应用奠定了坚实的基础。