晶状体蛋白基因突变是导致遗传性先天性白内障的一个重要因素。临床研究已经报道了 50多个β/γ晶状体蛋白的致病突变,但其中大部分遗传突变导致先天性白内障的分子机制尚未得到研究。β/γ晶状体蛋白是晶状体中主要的结构蛋白,它们都包含有N端和C端两个结构域,每个结构域含有两个Greek key基序。它们的结构差异在于,β晶状体蛋白以同源或异源寡聚体形式存在,而γ晶状体蛋白以单体形式存在。本论文选取了 β和γ晶状体蛋白C端结构域的几个新发现的突变体作为研究对象,利用生物物理研究手段研究这些遗传突变对β和γ晶状体蛋白的结构、稳定性和聚集机制的影响。βB1晶状体蛋白在晶状体中可能调节了 β晶状体蛋白的寡聚分布,而βB1的一个显著特点是具有长的N端和C端延伸区。前人报导位于C端延伸区的R233H突变会引发遗传性显性核性白内障。我们通过多种生物物理研究手段发现,R233H突变不影响βB1在中性条件下的稳定性,但降低了 βB1在酸性条件下的稳定性。更重要的是,R233H突变极大降低了 βB1/βA3的结构稳定性。结果暗示C末端延伸处233位点很可能参与了 β晶状体蛋白异源寡聚体的形成,同时对维持异源二聚体的结构稳定性具有重要作用。βB2是晶状体中含量最多的一种β晶状体蛋白。我们之前的研究表明位于C端结构域最后一个β折叠片上的遗传突变V187M和R188H会导致βB2稳定性下降和易于聚集,但对于这两个位点是否直接参与了聚集核心的形成并不清楚。本论文进一步利用酸变性实验分清了突变体对蛋白质结构、稳定性、无定形聚集和规则的淀粉样纤维形成的影响。研究结果表明,V187M并不影响βB2的聚集机制,更可能是影响了蛋白质的稳定性;而R188H调节了聚集核心的形成,从而加速了无定形聚集和纤维化的速度。我们与合作者共同鉴定了一个新的γC晶状体蛋白遗传突变G129C。该突变会引发遗传性显性核性白内障。机制研究表明该突变显著降低了蛋白的热稳定性及长时间稳定性。在去折叠过程中,该突变稳定了较低盐酸胍浓度下的折叠中间态,从而促进了蛋白的聚集和纤维化,且对细胞具有一定的毒性。总之,本论文的研究结果表明,β/γ晶状体蛋白的C端结构域对于维持β/γ晶状体蛋白的寡聚稳定性上都有着重要作用,特别是较少研究的C末端突变可能调节了 β/γ晶状体蛋白聚集核心的形成。