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Prion疾病,又称传染性海绵体脑病,是一种具有感染性的致死性神经退化性疾病,目前在许多哺乳动物都发现了这种疾病的发生,比如疯牛病(BSE),羊的瘙痒病(Scrapie),人的克雅氏病(CJD)和致命家族性不眠症(FFI)等,然而兔这个物种却可以抵抗prion疾病的感染。正常构象的朊蛋白转变为发病构象的朊蛋白是这种疾病发病的关键性过程,然而对这种构象转化的机制至今没有了解清楚。越来越多的实验证实同一物种的重组朊蛋白在体外错误折叠形成的纤维可以诱导该物种的个体生成prion疾病,说明体外的淀粉样纤维应和体内的感染性的朊病毒蛋白(Prpsc)具有某些共通性。我们之前的研究结果表明,人和牛重组朊蛋白在体外形成的纤维与兔重组朊蛋白形成的纤维的构象不同,而且大分子拥挤试剂(Ficoll70或dextan70)的加入对人和牛朊蛋白动力学表现为促进,但是对兔朊蛋白表现为抑制,然而这种表象下的分子机制还不清楚。考虑到人和兔朊蛋白不论在序列上还是在结构上具有很高的相似性,本课题通过氨基酸序列替换来研究这三个物种纤维化的差异与氨基酸序列之间的关系。首先我们构建了两个嵌合体：一个用兔朊蛋白的C端两个螺旋(H2H3)替换人朊蛋白H2H3得到兔朊蛋白嵌合体(rabbit chimera),另一个用人朊蛋白的H2H3替换兔朊蛋白的H2H3得到人朊蛋白嵌合体(human chimera)。硫黄素T荧光法和十二烷基肌氨酸钠溶解电泳实验证实,大分子拥挤试剂(Ficoll70或者Ficoll400)的加入可以显著促进这两个嵌合体的纤维形成动力学。圆二色光谱、傅里叶红外光谱和蛋白酶K酶解实验证实人朊蛋白嵌合体在稀溶液和拥挤环境中形成纤维的二级结构构象和PK抗性非常相似；而兔朊蛋白嵌合体在稀溶液形成的纤维的构象类似于兔朊蛋白,在生理环境中生成的纤维的构象则与人朊蛋白类似。接着我们研究了兔和人朊蛋白C端两个螺旋片段在体外的纤维化过程。圆二色光谱和傅里叶红外光谱实验证实人和兔朊蛋白H2H3片段在体外形成纤维的构象都是以β-sheet为主；硫黄素T荧光法证实大分子拥挤试剂的加入可以缩短这两种片段的纤维形成的延滞期,但是却抑制了它们纤维的纤维速率,说明人和兔朊蛋白H2H3片段在体外的纤维化过程还是非常类似的。我们还研究了两个p折叠股和第一个α螺旋区域(B1H1B2,即P-strand1、 α-helix1和β-strand2)的替换对人和兔朊蛋白体外纤维化的影响。实验结果发现,当人朊蛋白的B1H1B2被兔朊蛋白的BIH1B2替换后,其形成纤维的结构以及纤维形成的动力学没有多大的影响；然而兔朊蛋白的B1H1B2被人朊蛋白的B1H1B2替换后,其纤维化途径会发生剧烈的变化。牛朊蛋白的H2H3被兔朊蛋白的H2H3替换后,其纤维化途径依然和人或者牛的朊蛋白相似,同样说明兔朊蛋白的纤维化途径不仅仅受到它的H2H3序列影响。以上的发现有助于我们了解为什么人和牛朊蛋白在体内易形成淀粉样纤维,而兔朊蛋白则没有这种倾向,所以兔可以抵抗prion疾病的感染。