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目前生物学正朝着结构与生物功能研究相结合的方向发展，本课题中解析了17羟类固醇脱氢酶一型(17β-HSD1)与一些重要类固醇的复合物结构，并研究了后者在乳腺癌细胞中的作用，以揭示它们的生物功能。17β-HSD1是活性最高的还原性的类固醇转换酶，担负着活化雌激素的功能，然而17β-HSD2是主要的氧化性的类固醇转换酶，起着降解活性雌雄激素的作用。本论文着重研究了它们在乳腺癌细胞中的生物功能。在大鼠载脂蛋白Lcn6的结构与生化功能上，在结构生物的基础上，在细胞和动物层面上显示了一些关键配体对这个重要附睾蛋白的调控。 17β-HSD与乳腺癌的发生发展有着密切关系，该家族共有15个异构体(17β-HSD1～15)，其中研究最多的是17β-HSD1，它主要负责乳腺癌细胞中雌二醇的合成，后者被证明是乳腺癌的主要诱因。此外，17β-HSD1还可以将脱氢表雄酮(DHEA)和二氢睾酮(DHT)分别还原成5-雄烯二醇(ADIOL)和5-雄烷二醇(3β-DIOL)，后两种激素被证明具有雌激素和雄激素的双重性质。发现ADIOL和3β-DIOL能够通过雌激素受体介导的机制刺激乳腺癌细胞的生长，而当雌激素受体被阻断时，两者又能通过雄激素受体介导的机制抑制细胞的增殖，乳腺癌细胞所具有受体类型和生长特性决定了其对这些激素的反应。解析了17β-HSD1/ADIOL和17β-HSDl/3β-DIOL复合物的晶体结构，结果显示ADIOL和3β-DIOL与7β-HSD1之间均具有显著的相互作用，都能够以正常和反向两种模式结合到酶的活性位点，而反向结合模式因具有更强的相互作用而被优先选择。此外，还在大肠杆菌中表达并纯化了17β-HSD1，得到了高活力的蛋白，这对于将来做17β-HSD1和其它底物的复合物的晶体生长和结构解析以及设计抑制剂药物提供了方便，也为进一步研究类固醇激素在乳腺癌细胞中的作用提供了前提。 在乳腺癌中，17羟脱氢酶二型(17β-HSD2)的功能研究相对较少，且人们对1型和2型的比例关系对乳腺癌的影响并不清楚。我们通过在乳腺癌细胞中分别过表达和抑制17β-HSD2，来检测其对细胞激素转变和增殖的影响，借此阐明了细胞中17β-HSD1与17β-HSD2的关系。发现17β-HSD2过表达能够显著影响乳腺癌细胞中雌激素和雄激素的水平以及细胞增殖速度，它通过下调雌二醇的浓度来抑制乳腺癌细胞T-47D的生长，其中对细胞增殖速度的抑制率达到40％，并且这种影响是和细胞内部17β-HSD1的表达有关的，当17β-HSD1的表达被下调时，17β-HSD2对乳腺癌细胞T-47D内部雌激素和雄激素转换以及对细胞增殖的影响显得更为显著。因此，设法上调细胞中17β-HSD2的表达同时下调17β-HSD1的表达对于治疗乳腺癌可能更为有效。 除了上述在细胞中用RNA干扰的方法在转录后水平研究蛋白的功能外，还在蛋白层面研究了大鼠Lcn6的结构和功能。大鼠Lcn6(rLcn6)是载脂蛋白家族中的成员，表达在附睾头部，与精子运动能力的调节有关。为了进一步了解rLcn6的结构与功能，在大肠杆菌中表达并纯化了rLcn6及其硒代甲硫氨酸的衍生物，得到了蛋白晶体并解析了结构，该晶体的分辨率达到1.9埃，空间群为P212121。以此蛋白结构为基础，通过虚拟配体筛选，得到了一些生理上有重要功能的配体化合物，这些配体与Lcn6有显著的结合，并能上调细胞和动物体内Lcn6的表达，这对于进一步了解Lcn6的结构与功能的关系有着重要意义。