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人朊病毒病（Human prion diseases）是一类能引起人脑中枢神经系统（central nervous system,CNS）退化的致死性神经退行性疾病。其致病过程与正常细胞朊病毒蛋白（Cellular form human prion protein,HuPrPC）构象转化成瘙痒态（Scrapie isoform human prion protein,HuPrPSc）蛋白有关,而正常型朊病毒蛋白的致病性点突变通常会促进这种构象转换。研究表明,人类朊病毒蛋白（Human prion protein,HuPrP）的致病性点突变体G131V会导致格斯特曼综合症发生。此外,我们课题组前期的研究工作表明HuPrPC G131V和WTHuPrPC蛋白在2D 1H-15N HSQC谱上存在显著差异,这意味着G131V突变体引起了 HuPrP构象的显著变化。然而G131V突变体的致病分子机制,目前尚不清楚。揭示G131V突变体的致病分子机制,将直接促进人朊病毒病诊断和治疗的发展。为揭示HuPrPC G131V的致病分子机制,本论文运用异核多维核磁共振（Multidimensional Nuclear Magnetic Resonance,NMR）技术,解析了人朊病毒致病突变体G131V（氨基酸残基片段为Gln91-Ser231,下文简写为HuPrP G131V（91-231））的溶液结构,并对其NMR主链动力学特性及和GN8（2-pyrrolidin-1-yl-N-[4-[4-（2-pyrrolidin-1-yl-acetylamino）-benzyl]-phenyl]-aceta mide）的相互作用进行分析。其研究结果主要为:（1）HuPrP G131V（91-231）的溶液结构中,主链原子（片段 Leu125-Arg228）RMSD（Root-Mean-Square Deviation）为 1.19±0.28 ?;Ramachandran 图中,89.7%的氨基酸残基处于最优区,9.3%处于可接受区,1.0%处于一般接受区,没有氨基酸残基处于不允许区。表明整体结构较好。（2）HuPrP G131V（91-231）溶液结构与已知的人朊病毒野生型、抗病或致病突变体结构相比,存在显著差异的片段为Tyr128-Val131和Val161-Arg164。HuPrP G131V（91-231）溶液结构主要有以下区别:首先由于Gly131突变成具有疏水侧链的Val后,Val131与亲水残基Tyr163和Gln217的原子间距均会显著增大,导致Tyr128-Val131片段不能与Val161-Arg164片段形成β折叠片而成为一段柔性的Loop;其次,由于片段Val161-Arg164缺少了片段Tyr128-Val131的氢键约束及空间位阻,导致了此片段与α3螺旋间的空隙增大,从而导致α2与α1螺旋的间隙增大以及α1与α3螺旋的原子间距增大,而相较于WT HuPrP溶液结构,HuPrP G131V（91-231）各螺旋之间的堆积更加疏松;最后,片段Tyr128-Val131和Val161-Arg164的表面电势分布呈现电中性,这在其它人朊病毒蛋白中很少见。G131V突变引起片段Tyr128-Val131和Val161-Arg164显著的结构变化以及三个螺旋的疏松结构,可能是HuPrP G131V（91-231）促进人朊病毒蛋白错误折叠的一个重要原因。（3）HuPrP G131V（91-231）的主链NMR动力学数据表明:HuPrP G131V（91-231）的 N端区域和 C末端表现出明显的柔性;HuPrP G131V（91-231）的残基Val189和Tyr128有较高的横向弛豫速率R2、低频谱密度函数J（0）值。CPMG实验表明Val189和Tyr128表现出μs-ms时间尺度上的慢构象化学交换。残基Tyr128的慢构象化学交换可能是导致Tyr128-Val131 不能形成 β 折叠片或 SSs（Stretch-Strands pattern,SSs）结构,而只能形成柔性的Loop的原因。（4）利用NMR技术分析了 HuPrPG131V（91-231）与小分GN8的亲和力、结合位点。其研究结果表明,HuPrP G131V（91-231）与小分GN8存在中等强度的相互作用,其潜在的结合位点是L125、M134、H140、H155、1184、Q186、N197、V203、V209、E219 等 19 个结合位点。本论文详细地研究了 HuPrP G131V（91-231）的溶液结构、动力学特性及与GN8相互作用结合位点,阐明了 HuPrP的构象转变的主要原因。这些研究结果为深入研究PrPC的构象转变过程提供了结构基础,也为揭示Prion的致病分子机制和药物靶点提供了理论依据。