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rLj-RGD3是来源于日本七鳃鳗口腔腺的RGD毒素蛋白,含有三个RGD序列,并富含组氨酸,与线虫的HRG(富组氨酸糖蛋白)具有序列相似性。RGD毒素蛋白与HRG都具有抑制血管新生和抗肿瘤的活性,但是二者的作用靶点不同。实验室前期工作表明,rLj-RGD3具有抗肿瘤功能。为了研究rLj-RGD3的抗肿瘤功能与其上述结构特点的关系,本文对野生型rLj-RGD3进行了RGD模体基因及His基因的缺失突变,利用基因重组的方法获得突变体蛋白。突变体蛋白包括:缺失三个RGD保留全部His的突变体rLj-112;缺失第2、3位RGD保留全部His的突变体rLj-113;缺失第1、3位RGD保留全部His的突变体rLj-114;缺失第1、2位RGD保留全部His的突变体rLj-115;缺失掉全部RGD及His的突变体rLj-26;保留全部RGD但缺失全部His的突变体rLj-27。本文对上述的重组突变体蛋白与野生型rLj-RGD3蛋白对Lewis细胞的部分生物学活性进行比较,以确定其结构与功能的关系。首先,本文对突变体基因进行全序列合成,将载有合成的突变体全序列基因的pET23b转入到表达菌E.coil BL21中,通过IPTG低温诱导表达目的蛋白,经过组氨酸亲和层析纯化,获得可溶性目的蛋白。然后测定上述野生型与突变体蛋白在相同条件下对小鼠Lewis肺癌细胞增殖、迁移与浸润、凋亡的影响。利用MTT法测定各蛋白对细胞增殖的影响,结果表明:野生型rLj-RGD3与突变体rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115、rLj-27对bFGF诱导的Lewis细胞增殖具有抑制作用,并呈剂量依赖性,野生型rLj-RGD3的IC50(半抑制浓度)为20.16μmol/L、rLj-27的IC50为2.44μmol/L、rLj-112的IC50为2.91μmol/L、rLj-113的IC50为2.73μmol/L、rLj-114的IC50为2.75μmol/L、rLj-115的IC50为2.53μmol/L、rLj-26并没有明显的抑制作用;通过Transwell细胞培养板检测rLj-RGD3及其突变体蛋白对bFGF诱导的Lewis细胞迁移的影响,结果表明:在作用浓度相同的条件下(2.5μmol/L)野生型rLj-RGD3与其突变体rLj-27、rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115对bFGF诱导的Lewis细胞迁移均有抑制作用,抑制率依次为11%、57%、30%、42%、37%、20%,Lj-26并没有明显的抑制作用;通过使用人工基质膜基质Matrigel及Transwell模仿体内环境研究rLj-RGD3与6种突变体蛋白对bFGF诱导的Lewis细胞浸润的影响,结果表明野生型rLj-RGD3与其突变体rLj-27、rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115对bFGF诱导的Lewis细胞浸润均有抑制作用,抑制率依次为11%、53%、35%、46%、35%、28%,Lj-26并没有明显的抑制作用;Hoechest染色及流式细胞实验结果表明,野生型rLj-RGD3与其突变体rLj-27、rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115均能诱导Lewis细胞的凋亡,rLj-26无明显作用。本文最后对上述蛋白的作用机制进行了初步测定,Western Blotting结果显示,野生型rLj-RGD3与其突变体rLj-27、rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115刺激Lewis细胞后caspase-3的表达上调。此外,rLj-RGD3与rLj-27、rLj-112、rLj-113、rLj-114、rLj-115刺激后,细胞中凋亡抑制蛋白Bcl-2的表达下调,rLj-26刺激后,细胞中Bcl-2的表达无明显变化。得出结论:却失掉部分RGD模体后,rLj-RGD3的类富含组氨酸糖蛋白(HRG)功能得以充分发挥,且RGD全部缺失的突变体对Lewis细胞增殖、迁移与浸润的抑制作用远远强于野生型。表明:(1)RGD全缺失的rLj-112以类HRG蛋白的功能行使抗肿瘤功能;(2)野生型rLj-RGD3的抗肿瘤功能并不是RGD毒素功能与类HRG功能的叠加,野生型蛋白的RGD模体与组氨酸结构似乎是通过不同的信号通路行使共同的功能;(3)三个RGD模体的功能不是协同加强的模式,一个RGD模体的功能也因保留RGD的位置不同有所差异。