1.肌萎缩性脊髓侧索硬化症(Amyorophic Lateral Sclerosis, ALS)是一种致命的神经退行性疾病,研究表明一部分原因是由于SOD1的突变产生了聚集。SOD1作为Cu2+结合蛋白在神经细胞内浓度很高,同时由于Cu具有强氧化性,因此我们将研究是否不正常的Cu2+浓度能解释SOD1突变体导致的ALS疾病。我们研究了Cu2+在诱导病理型突变体A4V和氧化的WT SOD1产生聚集方面的作用。研究首次表明Cu2+对A4V的氧化修饰主要发生在第111位半胱氨酸上。A4V与Cu2+的结合主要有两个位点：一个中等亲和力的结合位点(186nM)和一个较高亲和力的结合位点(1.83nM)。高浓度的Cu2+不仅可以诱导A4V的氧化修饰,同时也引发A4V蛋白的快速聚集。研究发现Cu2+与氧化型WT SOD1的结合和引发氧化型WT蛋白的聚集方面与Cu2+和A4V的方式基本相似。所以我们表明不正常的Cu2+作用解释了SOD1突变体诱发家族性ALS和偶发性ALS疾病方面具有重要作用。2.由SOD1(human copper, zinc superoxide dismutase),即铜锌超氧化物歧化酶突变体出现错误折叠而产生聚集,从而使机体发生ALS。2007年Deng得研究小组发现,在转入了人的铜锌超氧化物歧化酶的野生型和突变体的小鼠相对于单独转录突变体型的转基因小鼠,更容易产生聚集,使小鼠出现ALS相类似的病症。这一研究结果启发了我们对于野生型SOD1在ALS疾病中所贡献的作用的研究。通过一系列的体外实验我们发现,在接近生理条件的微还原的情况下,野生型SOD1能过促进自身的突变体产生聚集,同时随着检测时间的延长出现聚集的突变体也相应的带动了相对稳定的野生型SOD1产生聚集。因为SOD1蛋白自身具有两个游离的二硫键,在体外通过对C111S的研究发现,第111位游离巯基的突变使得蛋白对SOD1突变体的加速作用相应的出现下降,同时将两个游离的二硫键进行屏蔽后,发现野生型SOD1所表现出来的加速作用基本上消失了。上述实验数据表明,SOD1的两个游离的巯基在蛋白产生聚集的过程中具有重要的作用。一系列研究结果均表明了,野生型SOD1在ALS疾病的过程中也具有了中德作用,即它可以加速突变体产生聚集的速度,同时自身也会被相应的突变体带动产生聚集体。3.大量的研究结果表明,WT SOD1的纤维样聚集体与ALS(fALS和sALS)具有重要的关系。但是结构相对稳定的WT SOD1产生聚集的具体机制尚未清楚,多数研究认为与蛋白所处的环境有很大的关系。氧化压力假说认为SOD1所具有的抗氧化的作用实际上也暗示了SOD1自身也存在了被氧化的风险。已经有研究发现,在偶发的ALS患者体内检测除了具有一定程度氧化修饰的WT SOD1,并认为这种状态的WT SOD1处于一种异常的构象,并对机体产生一定的毒性。本实验利用SDS-PAGE和质谱检测发现在较低浓度的H202(20-200μM)的情况下,WT SOD1的111位半胱氨酸就会出现不同程度的氧化修饰；圆二色谱,ThT,AFM和TEM的结果首次发现低浓度H2O2会促进WT SOD1产生纤维样的聚集体。由,上述的研究结果表明, WT SOD1的的超氧化的两种修饰状态(-SO2H,-SO3H)不是蛋白产生聚集的根本诱因。CPD荧光探针实验表明WT SOD1(?)产生聚集的过程中111位半胱氨酸出现分子间的二硫键起了重要的作用,但是另一个游离的第6位半胱氨酸基本上未参与这个过程。