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T细胞受体复合物(T-cell receptor complex，简称TCR)是T淋巴细胞发挥其适应性免疫功能的分子基础。它利用多变的配体识别亚基TCRαβ识别胞外侧主要组织相容性复合物（Major Histocompatibility Complex，简称MHC）递呈的多样的抗原信号，并将其转化为信号亚基CD3εγ、εδ与ζζ胞内侧10个免疫受体酪氨酸激活模体(Immunoreceptortyrosine-based activation motif，简称ITAM)的多样的磷酸化模式，从而起始TCR下游信号转导通路。迄今，尽管TCR下游信号转导通路已经得到了广泛的研究，CD3分子内10个ITAM的磷酸化过程却仍是一个不甚清楚的谜团。本论文利用生物化学、生物物理学、细胞生物学及动物生物学等一系列技术手段系统性地研究了CD3分子的磷酸化过程，并最终提出CD3分子磷酸化过程模型。在静息T细胞内，TCR-CD3复合物中的CD3ε及ζ链的胞内段利用富含的碱性残基同细胞质膜内层的酸性磷脂发生静电相互作用，促使ITAM中关键酪氨酸残基插入到磷脂双分子层的疏水核心，从而导致激酶LCK无法将这些酪氨酸磷酸化。CD3γ和δ链的胞内段虽然不富含碱性残基，无法同酸性磷脂相互作用而保护酪氨酸残基，但是却由于其与激酶LCK的亲和性差而难以被磷酸化。这使得CD3磷酸化水平在静息T细胞内处于很低的水平。当TCR接受pMHC递呈的抗原刺激后，CD3ε的胞内段将由于构象变化而从质膜内层暴露出来。暴露出来的CD3ε的胞内段可利用富含的碱性残基及脯氨酸同激酶LCK相互作用，促进所有CD3链的磷酸化，进而启动TCR的初始刺激信号，引起胞质中钙离子浓度大大上升。钙离子可以通过静电相互作用同细胞质膜内层的酸性磷脂相互作用而改变质膜环境带电性，促使更多的TCR-CD3复合物内CD3ε胞内段的暴露并引起更多的磷酸化反应，从而最终扩大TCR的磷酸化信号。这一研究有助于从分子结构水平描绘TCR的活化过程，解释TCR的超高敏感性等特性，并为将来的药物设计干预免疫过程提供理论基础。同时，细胞质膜环境变化调控蛋白功能这一新颖的机制将为研究各种蛋白功能调控机制提供重要的借鉴意义。