细胞程序性死亡(programmed cell death，PCD)是指细胞主动地出基因决定的自动结束生命的过程，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，对于生物体维持正常发育、系统完整性和体内稳态平衡具有重要的作用。细胞凋亡失调与多种疾病相关，包括AIDS、肿瘤发生、自身免疫失调、神经退行性疾病、缺血性中风和不育等。在细胞程序性死亡过程中凋亡细胞尸体被迅速的吞噬，吞噬过程中涉及对凋亡细胞的识别及其随后的清除。 通过对线虫的研究，鉴定了许多对凋亡过程至关重要的基因，这些基因控制着细胞的存活或者死亡、程序性死亡的启动及对凋亡细胞的降解及清除，其中涉及凋亡细胞尸体清除的七个基因被归为两条冗余的信号通路。其中一条包括：CED-1，CED-6和CED-7；另一条包括：CED-2，CED-5，CED-10，CED-12。在CED-1/CED-6/CED-7通路中，CED-1和CED-7在吞噬细胞表面起作用，来调控对死亡细胞表面的信号识别，识别凋亡信号后将信号传导给CED-6，然后激活细胞吞噬机制。CED-7在死亡细胞表面也存在，并起到重要作用。在CED-2/ CED-5/ CED-10/CED-12信号通路中，吞噬细胞表面的PSR-1受体识别死亡细胞外翻的磷脂酰丝氨酸(PS)信号，并将信号传导给下游的CED-2/CED-5/CED-12三聚体复合物，三聚体激活下游的CED-10，CED-10具有GTPase活性，在肌动蛋白细胞骨架的重构过程中起到关键作用。除了CED-10，其它GTPases，如MIG-2和RAC-2，同样促进吞噬作用。最近研究表明此通路中可能还有其它的蛋白在起作用。对这些基因编码的蛋白质及蛋白质复合物进行结构生物学研究可以帮助我们从分子水平上认识凋亡细胞吞噬过程。凋亡细胞的吞噬在细胞活动中发挥了重要作用，与许多重大疾病有着重要关系，通过蛋白质晶体学与结构生物学的研究有助于我们清晰地阐述相关蛋白质与蛋白质复合物调控的分子机制，并为一些相关疾病的药物设计奠定基础。 本实验优化筛选了CED-2全长蛋白、CED-2(1-174)片段、CED-5(1715-1781)片段的表达与纯化的条件。在原核表达系统中获得稳定而大量的表达。经过纯化后，纯度可达到95％以上，在分子筛上以均一的单峰出现，且很稳定，可以大规模的筛选蛋白质结晶的条件。 利用pET28a与pGEX6p-1载体进行了CED-2和CED-5的共表达实验，为进一步筛选和优化复合物蛋白晶体生长条件打下良好的基础. 本实验中所采用的pET28a与pGEX6p-1两个载体虽然传统观点认为pET28a1jpGEX6p-1载体都含有pBR332复制子而认为这两个载体是不兼容的，但本实验的研究结果证明：二者对于大肠杆菌表达系统是完全兼容的，两种质粒在37℃，3天内或4℃，30天内都不会丢失，而且对大肠杆菌没有发现毒性作用，可以在37℃存活3天以以上。 通过构建CED-5不同的区段载体、并进行表达，利用体外pull-down实验，确定了CED-2与CED-5相互作用的区段为1759-1775段氨基酸残基。 根据体外pull-down实验和分子筛凝胶过滤层析分析。初步判断CED-2和CED-5(1715-1781)结合的比例为1:6-1:8。 本实验重组表达和纯化了大量高纯度的6*His标记的重组CED-2蛋白，并对CED-2(174)、CED-2全长、和CED-2(174)与CED-5(1715-1781)混合物蛋白的结晶条件进行了摸索，以悬滴气相扩散法最终获得C端6*His标记的CED-2(174)蛋白质的适合衍射的高分辨率单晶，并获得了CED-2和CED-5片段的复合物晶体。为下一步获得高质量单晶及结构解析奠定了基础。