鈣離子誘導(dǎo)的EF-hand蛋白構(gòu)象及熱動力學(xué)研究.pdf

1、鈣離子作為第二信使將細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)到細(xì)胞內(nèi)并參與多種途徑的調(diào)控，EF-hand蛋白在此過程中起著重要的作用。EF-hand蛋白作為細(xì)胞內(nèi)鈣離子的傳感器，在不同范圍內(nèi)，對細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化精確感應(yīng)，然后將這些簡單的調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換成各種功能響應(yīng)。鈣離子和EF-hand蛋白被認(rèn)為在細(xì)胞增值、分化直至凋亡等各個方面都發(fā)揮了突出作用。EF-hand蛋白功能的失調(diào)，也是許多人類疾病如老年癡呆、心肌病、癌癥、唐氏綜合征等疾病的誘因。
　　鈣調(diào)蛋白

2、(Calmodulin，CaM)是目前研究得最多、也是典型的EF-hand信號蛋白，涉及許多細(xì)胞內(nèi)鈣離子依賴的信號調(diào)節(jié)。而鈣調(diào)磷酸化酶(Calcineurin，CN)B亞基(CNB)是鈣調(diào)磷酸化酶—目前發(fā)現(xiàn)的唯一一個依賴于鈣離子和CaM的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化酶—的調(diào)節(jié)亞基。本論文選取CaM和CNB作為研究對象，通過研究鈣離子誘導(dǎo)的CaM和CNB的構(gòu)象及熱力學(xué)的變化以揭示鈣離子和EF-hand蛋白家族相互作用的規(guī)律。具體內(nèi)容包括:

3、　　一、通過對EF-hand蛋白，特別是CaM及CNB的較全面的綜述明確了該課題的理論和實際意義。提出了采用紅外光譜、圓二色譜、等溫量熱滴定等技術(shù)研究鈣離子和EF-hand蛋白相互作用的設(shè)想。
　　二、通過紅外光譜氫氘交換的方法研究了鈣離子誘導(dǎo)的CaM構(gòu)象變化機(jī)理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ca2+誘導(dǎo)的CaM的構(gòu)象變化主要分為兩個階段:第一階段主要發(fā)生在CaMC端的2個EF-hand結(jié)構(gòu)域結(jié)合兩個Ca2+以后，伴隨著二級結(jié)構(gòu)中無規(guī)卷曲向α-

4、螺旋、β-折疊和β-轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)變;第二個階段發(fā)生在CaM結(jié)合了4個Ca2+以后，伴隨著三級結(jié)構(gòu)發(fā)生了較劇烈的變化，CaM轉(zhuǎn)變?yōu)楦泳o密、疏水的構(gòu)象，同時第一次轉(zhuǎn)變中增加的β-折疊和β-轉(zhuǎn)角部分轉(zhuǎn)變?yōu)棣?螺旋。hole-CaM和apo-CaM相比，α-螺旋的含量增加了約18％。
　　三、通過紅外光譜、氫氘交換、圓二色譜、等溫量熱滴定等方法研究了鈣離子、鎂離子誘導(dǎo)的CNB結(jié)構(gòu)的熱動力學(xué)及構(gòu)象變化。研究結(jié)果表明，CNB與鈣離子結(jié)合后，α-