微生物细胞中存在许多感应环境中活性氧(ROS)变化的金属调控蛋白,哺乳动物细胞中也可能存在类似感应胞内ROS变化的金属调控蛋白。铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)是一种广泛分布在多类细胞中的抗氧化酶,可以维持胞内ROS稳态。酵母细胞中,H202浓度升高导致SOD1发生磷酸化并易位到细胞核中调控基因表达,我们猜想:SOD1可能是一种感应胞内ROS变化的基因表达调控蛋白。为了验证该猜想,李享利用免疫荧光实验发现在HeLa细胞中H202水平升高能使SOD1易位到细胞核,利用ChIP-Seq实验进一步得到可能与SOD1结合的DNA序列。本工作在溶液中证实SOD1与多条DNA序列的亲和力,研究不同环境对SOD1及其突变体与DNA结合的影响,并鉴定了 SOD1与高偏好性DNA序列的结合位点。主要结果如下:1.证实SOD1是一种DNA结合蛋白,测定不同DNA序列与野生型SOD1亲和能力,找出高偏好性Sl 序列,是含有 12 bp的双链DNA(ATGGAATGGAAT)。2.野生型SOD1对S1序列的亲和力大于其突变体A4V和H46R-H48Q。3.pH对野生型SOD1、H46R-H48Q与S1序列结合基本无影响。4.氧化性环境下,野生型SOD1和A4V与S1序列的结合减弱,H46R-H48Q与S1序列的结合增强;还原性环境下,野生型SOD1与S1序列的结合略有增强,A4V、H46R-H48Q与S1序列的结合不受影响。5.Cu2+螯合剂存在下,SOD1及其突变体与S1序列结合减弱;Zn2+螯合剂存在下,SOD1及其突变体与S1序列结合也减弱,SOD1本身的Cu2+和Zn2+可能通过稳定蛋白质结构调节与DNA的结合。6.DNasel足迹实验鉴定出野生型SOD1与S1序列衍生序列的结合位点为GGA。研究SOD1与DNA之间的相互作用,为验证在哺乳动物细胞中,SOD1可能是一种感应胞内ROS变化的基因表达调控蛋白提供证据,鉴定出SOD1与DNA结合位点也为进一步研究SOD1-DNA复合物的结构,并从分子水平理解SOD1作为一种金属调控蛋白的作用机理打下基础。