人乳头瘤病毒(HPV)是一类能够感染皮肤和粘膜的DNA病毒。高危型HPV是宫颈癌以及癌前病变的主要致病因子。目前，在临床上没有治疗宫颈癌的恰当措施，因此预防性HPV疫苗的研制尤为重要。虽然已经有两种预防性病毒样颗粒（VLPs）疫苗被批准上市，但是它们不仅稳定性差、造价高，而且具有免疫上严格的型别特异性，所以廉价、高效的第二代广谱疫苗的研发势在必行。本论文以降低HPV疫苗成本和提高其广谱性为出发点，以揭示HPV衣壳蛋白L1自组装机理和关键组装因素为目的，主要开展了由单体到五聚体、再到VLPs的体外可控组装过程研究。主要内容如下：（一）、在大肠杆菌表达体系中，我们以L1五聚体形成VLPs的分子机制为基础，设计、构建并表达了两个具有新型结构的重组L1蛋白——HPV16L1Bi和HPV18L1Bi。在原有的分子间作用力的驱动下首次成功地制备出一种新型的、同时含有两种HPV型别的杂合HPV16/18L1Bi VLPs。利用蔗糖密度梯度离心和免疫共沉淀(Co-IP)的方法进一步纯化得到了VLPs的纯杂合子，其中HPV16和HPV18L1五聚体的比例约是3:5。杂合的VLPs针对HPV16和HPV18型别均能诱导产生高滴度的中和抗体，具有这两个型别的免疫原性。本研究为含有多种型别杂合VLPs疫苗的研发提供了新思路，也为生物大分子自组装过程的调控和关键因素的揭示奠定了理论基础。（二）、在上述研究中，我们还发现所有型别乳头瘤病毒L1蛋白C-末端α-螺旋5（h5）序列中的LGR具有绝对保守性。利用基因工程技术把HPV16L1蛋白序列中的464LGR466分别被点突变成丙氨酸（Ala, A）后所表达的L1蛋白均仅以单体形式存在，无法再组装成五聚体。表明LGR是形成L1五聚体必不可少的氨基酸，这是迄今为止所发现的阻断L1五聚体形成的最小结构单元。基于此，我们以HPV16L1蛋白h5为靶标设计合成了一条包括h5在内的15肽，它能够有效地抑制L1五聚体的形成，表明h5是潜在的抗病毒靶点，可以以此制备出以h5为结构基础的靶向性小肽药物。另外，HPV16L1蛋白469位的亮氨酸（Leu, L）被突变成丙氨酸后，其可溶性五聚体的产量至少增加1倍。本研究为抗HPV药物的研发以及降低HPV疫苗成本奠定了基础。