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白细胞介素21(IL-21)是一种可免疫调控多种细胞分化和功能的多效性细胞因子,在体液免疫和细胞免疫中均发挥重要的作用。蛋白质的空间结构是体现其生物功能的基础,IL-21在不同物种中生物功能的相似性是由其结构特点决定的,所以对IL-21结构进化的研究有助于阐明它在免疫功能中的独特作用及分子水平的免疫调节机制。本论文从同源模建和生物学实验两个方面研究IL-21结构保守性,分以下两部分：1.IL-21结构保守性的理论分析受已知基因序列限制,本部分选取人、鼠和鸡IL-21序列及其受体IL-21Ra和γ链(γC)序列,采用同源模建方法构建了鼠IL-21(mIL-21)和鸡IL-21(cIL-21)结构及人、鼠和鸡IL-21受体三元复合物的结构。分析发现在不同物种中IL-21结构的折叠方式相似,都是由loop连接的以四螺旋束为核心的拓扑结构。并且IL-21与IL-21Rα和γC的作用方式相似,都是通过受体凸出的肘部伸入IL-21结构中的两个螺旋形成的“峡谷”相互作用的,满足几何互补原则。此外,在人、鼠和鸡IL-21结构中与IL-21Rα作用形成“空穴”的氨基酸残基在结构上处于相似的位置；在IL-21结构中与γC起主要作用的氨基酸残基——hIL-21结构中的Gln116、mIL-21结构中的Gln116和cIL-21结构中的Gln111在结构上也处于相似位置。2.IL-21结构保守性的实验验证理论分析得到的IL-21结构保守性的结论还要经过实验验证,由于小鼠遗传背景明确、来源清楚且便于实验室操作等,本部分选取mIL-21重组蛋白验证IL-21结构保守性。mIL-21重组蛋白在大肠杆菌(E. coli)中表达时大部分以包涵体形式存在,所以成功复性很关键。采用稀释复性和分步透析复性对包涵体蛋白进行复性,实验结果显示稀释复性的效率很低,只有20-30%的蛋白得到复性,而采用改进的分步透析复性时,复性效率大大提高,90%以上的蛋白得到复性。采用亲和层析和凝胶过滤层析分离纯化mIL-2I蛋白,分别采集了mIL-21蛋白在乙酸盐buffer(pH4.5)和磷酸盐buffer(pH6.2)中的一维氢谱。结果表明,mmiL-21蛋白在磷酸盐buffer(pH6.2)中的Ha和HN质子的化学位移分散性比在乙酸盐buffer(pH4.5)中的好。一维氢谱的采集为解析mIL-21结构及验证IL-21结构保守性奠定了一定的基础。