肌切蛋白于1986年在牛的嗜铬细胞中首次被发现,肌切蛋白是一种肌动蛋白结合蛋白,它可以剪切,封盖,解封盖肌动蛋白丝。通过调控肌动蛋白的结构,肌切蛋白可以调控许多细胞过程例如:细胞骨架重排,细胞分泌,细胞分化。为了发挥在细胞过程中的作用,肌切蛋白需要不断的在活化状态以及非活化状态之间转变。肌切蛋白在活化态以及非活化态之间的转变需要钙离子的参与。不存在钙离子时,肌切蛋白是一个球状结构,此时肌切蛋白不能与肌动蛋白相互结合。肌切蛋白一旦结合钙离子,便会变成珍珠项链的串形结构,此时肌切蛋白便可以与肌动蛋白结合。当肌切蛋白与肌动蛋白结合并发挥其功能时,力便会在肌切蛋白内部以及肌切蛋白与肌动蛋白之间产生。研究表明,在不存在钙离子时,肌切蛋白不能与肌动蛋白结合是由于肌切蛋白第六结构域(A6)与肌动蛋白存在空间位阻。因此,必须破坏这种空间位阻才可以使肌切蛋白与肌动蛋白发生相互作用。与它的类似物凝溶胶蛋白相比,肌切蛋白第六结构域碳端缺少一段螺旋,导致肌切蛋白对于肌动蛋白丝的剪切速率以及对于温度的敏感性都有所不同。因此,研究肌切蛋白第六结构域力学稳定性及影响因素对于深入理解肌切蛋白的生物功能具有重要意义。基于原子力显微镜以及磁镊技术的单分子力谱技术,已经发展成为研究单个分子力学性质的重要工具。单分子力谱技术已经成功用于研究蛋白质折叠、解折叠,DNA熔融,核酸与蛋白质相互作用的本质。这些研究信息加深了我们对于许多重要生物过程的理解。本论文中,我们分别利用基于原子力显微镜以及磁镊技术的单分子力谱方法,在单分子层面系统研究了肌切蛋白第六结构域的力学性质。通过研究我们获得了不同钙离子浓度下肌切蛋白第六结构域的解折叠力值以及解折叠方式。我们的研究结果表明钙离子与肌切蛋白第六结构域的结合是一个快速平衡的过程,钙离子可以增强肌切蛋白第六结构域的力学稳定性。我们同时发现该蛋白结构域的解折叠方式随所采用的单分子力谱技术不同而变化。AFM力谱:没有结合钙离子时,解折叠以两态解折叠为主,三态解折叠为辅;当钙离子相对肌切蛋白第六结构域过饱和后,肌切蛋白第六结构域三态解折叠比例增加。磁镊力谱:A6解折叠以三态解折叠为主。并且在较高外力下A6两态解折叠比例增加。该现象可以被归结为AFM和磁镊两种技术中的力加载速率的巨大差异,这一发现也将有助于我们理解依赖于加载速度的解折叠过程。