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SNX家族蛋白的定义是由于其含有一个PX结构域,该结构域可以与生物膜上磷脂酰肌醇结合,实现在细胞内的亚定位。SNX蛋白主要参与细胞内吞作用,以及细胞内蛋白的分选、运输和信号转导,维持细胞内环境的稳定。其在细胞内功能的缺陷会导致细胞稳态失衡,产生相关疾病,如阿尔茨海默病。自1996年鉴定出第一个人源SNX蛋白SNX1以来,目前已发现33个人源SNX蛋白,其中一部分成员的具体功能尚未确定,已有8个成员的部分结构域被解析。人源SNX10属于SNX家族,由201个氨基酸组成,PX结构域位于第8到第123个氨基酸。研究发现,在哺乳细胞中,过表达人源SNX10可以形成大量囊泡,并证明囊泡来源于内体,推测人源SNX10可能参与细胞内体稳态的调节。SNX10可以与P13P特异性结合,突变实验显示PX结构域中P13P结合保守氨基酸的突变会导致SNX10成泡功能消失。SNX10在细胞内的正确定位只需PX结构域的参与,这种现象在SNX家族其他成员中没有发现,而成泡功能则同时需要C端aa123—aa153区域的参与,并推测该区域可能通过与其他蛋白相互作用来实现成泡功能。
本课题尝试在原核系统中表达、纯化人源SNX10蛋白的不同片段,并进行晶体筛选,希望通过解析人源SNX10蛋白的三维结构,确定SNX10蛋白与P13P结合的关键氨基酸,阐述SNX10C端部分区域执行成泡功能的结构学基础。
结果如下:
(1)在载体pET21中,成功表达带有C端His标签的多个目的蛋白片段,FLC、C182、C172和C164,经纯化得到高纯度目的蛋白并进行晶体筛选;
(2)在pET28和pET32中,分别成功表达带有N端His标签的全长蛋白和片段191,分别经thrombin和TEV酶切纯化后,获得高纯度目的蛋白并进行晶体筛选;
(3)hSNX10上述片段的Native—PAGE显示多种聚集状态,目前尚未获得晶体。
流感是由流行性感冒病毒引起的急性呼吸道感染。流感病毒根据其核蛋白的抗原性可分为三个亚型,A、B、C型。上个世纪的四次流感大爆发造成了大量的人员伤亡,特别是1918年的西班牙流感,造成了接近500万人死亡。A型流感病毒的M2蛋白是一个由97个氨基酸组成的受pH调控的离子通道蛋白,包括三个区域:细胞膜外的N端区域(1—23)、跨膜区(24—46)和胞质内的C端区域(47—97)。在病毒感染细胞过程中,M2通过其离子通道传递质子的功能在病毒复制时发挥重要作用。M2以四聚体形式存在,并发挥离子通道功能。有研究发现M2蛋白的C端部分与Ml相互作用,参与了病毒的包装。通过固体核磁共振和蛋白质晶体学的方法,2008年和2010年分别有两个M2蛋白三维结构的报道,四个结构都显示M2是一个左手螺旋组成的四聚体,但在具体的离子通道控制、药物抑制及突变体耐药性机制方面仍有较大的差别。目前具有耐药性的病毒突变株不断出现,使得A型流感病毒新抑制剂的开发越来越迫切。BIA(Biomolecular Interaction Analysis)是基于SPR原理的一种研究分子间相互作用的技术,具有无需标记、高通量和全自动等特点,通过将受体包被于芯片表面,流过配体溶液,用于测定蛋白—蛋白、蛋白—化合物等之间的相互作用,如抗体.抗原的亲和力测定,基于药物靶标的化合物筛选等,目前已广泛应用于药物筛选,但是应用于膜蛋白与化合物相互作用的研究并成功的例子不多。
本实验室先前已成功实现M2片段在原核系统中的表达和高纯度纯化,本课题希望将接近全长的流感病毒M2片段通过“表面重构”法和直接包被法分别包被到芯片L1上,利用BIA技术平台来建立一个针对M2的抑制剂筛选模型。结果如下:1)“表面重构”法,成功摸索了混合胶束中脂质体(1—monoolein)/去垢剂(OG)的最适比例和M2氨基共价偶联时的最适pH,并实现了M2在实验通道的成功包被,RU值为8000,但用混合胶束包被对照通道时,基线一直不稳定;2)直接包被法包被的实验通道和对照通道同时出现基线不稳定的情况。