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TAT蛋白的转导结构域PTD（残基47-57）能介导外源蛋白跨膜递送进入细胞，然而迄今为止，有关TAT-PTD的跨膜递送机制仍然不清楚。因此，构筑并应用模型蛋白，探讨TAT-PTD跨膜递送的机理及其应用，对充分发挥TAT-PTD在临床治疗中的作用具有重要意义。 为构筑模型蛋白，本研究先通过PCR扩增目的基因TAT-GFP，把鉴定正确的目的基因TAT-GFP与质粒pGEX-2T连接，构建了带有GST标记的pGEX-TAT-GFP质粒。将其转化大肠杆菌BL21后，再把在大肠杆菌BL21大量表达的GST-TAT-GFP通过GS-4B亲和色谱纯化，得到了分子量约为54.3kD的融合蛋白GST-TAT-GFP。在此基础上，本文用荧光显微镜和荧光分光光度计来检测纯化后呈活性状态的融合蛋白GST-TAT-GFP在不同条件下与体外培养的细胞作用，以探讨TAT-PTD的跨膜递送机理。实验结果表明：①GST-TAT-GFP能有效跨膜递送进入多种细胞,不仅能进入细胞质，而且可以定位到细胞核周围。②其递送动力学特性如下：对时间和浓度有依赖关系，15min内就可以跨膜递送进入Hela细胞，随着浓度的增加进入Hela细胞的量也呈上升趋势；温度对GST-TAT-GFP跨膜递送作用的影响巨大，37℃下可以顺利跨膜递送进入Hela细胞，而4℃下的跨膜递送作用几乎被完全抑制。③代谢抑制剂实验显示，GST-TAT-GFP的递送作用可能是一种不依赖于能量的途径。④细胞膜表面硫酸乙酰肝素对GST-TAT-GFP的跨膜递送有巨大的促进作用。此外，本实验的研究结果证明了GST-TAT-GFP在进行跨膜递送时不但对细胞膜没有任何干扰，而且对细胞活性没有影响。最后，本文创新性地将具有活性的融合蛋白GST-TAT-GFP应用于研究活体动物小白鼠体内的TAT-PTD跨膜递送作用。腹腔注射实验表明GST-TAT-GFP能跨膜递送进入到小白鼠的各个组织；皮肤涂抹实验发现GST-TAT-GFP不但能跨膜进入小白鼠皮肤的表皮，而且可以进入其皮肤真皮层。总之，本研究不仅发现TAT-PTD是通过与细胞膜表面的硫酸乙酰肝素等受体以低亲和力相结合后，跨膜递送进入细胞的，并且融合蛋白GST-TAT-GFP对细胞没有毒性，还在组织水平上成功对TAT-PTD的跨膜递送功能进行应用。这些结果为TAT-PTD在化妆品等领域的应用提供了理论依据。