研究目的：在世界范围内,先天性白内障是儿童致盲的首要原因。很多因素与先天性白内障的发生有关,其中大约有1/3的先天性白内障由遗传突变引起,最常见的是常染色体显性遗传。晶状体蛋白是晶状体最主要的结构蛋白,约占晶状体水溶性蛋白的90%,其中β B2晶状体蛋白又是人眼晶状体中重要的结构蛋白之一,它的稳定性和可溶性对维持晶状体的透明状态至关重要。研究遗传突变对蛋白质结构和功能的作用,不仅能帮助我们理解先天性白内障发生背后的分子机制,更能帮助我们探索晶状体相关基因导致其他复杂性白内障发生和无晶体异常的其他疾病的发生机制。本研究选取βB2晶状体蛋白C末端最后一个折叠片层的两个关键位点上的三个已报道突变(V187M、V187E和R188H),研究其对βB2晶状体蛋白结构和稳定性的重要影响,从而阐明其引起先天性白内障的分子机制。研究方法：通过聚合酶链反应(PCR)技术构建野生βB2晶状体蛋白基因,并通过DNA重组技术克隆至原核表达载体pET28a质粒,采用定点突变技术构建携带突变基因的质粒,通过原核表达获得野生型蛋白和突变蛋白并纯化,利用生物物理的手段和计算机分子动力学模拟技术研究突变对蛋白质结构和稳定性的影响。通过将基因克隆至真核表达载体pEGFP-C3,并转染至宫颈癌上皮细胞(HeLa)进行过表达,激光共聚焦显微镜下观察蛋白在细胞内的定位。研究结果：所有三个突变都在体外和细胞层面上降低了βB2晶状体蛋白的稳定性,促进蛋白的聚集。但是我们发现这三个突变对βB2晶状体蛋白的影响是很不同的：V187M突变影响了βB2晶状体蛋白C末端结构域的疏水核心,V187E突变通过破坏氢键骨架网络从而破坏’Greek Key"基序,而R188H突变通过降低βB2晶状体蛋白同源二聚体稳定性的同时,增强了同源四聚体的稳定性从而扰乱其寡聚化的动态平衡。结论：本研究揭示了C末端最后一个折叠片层对βB2晶状体蛋白的结构完整性、蛋白质折叠、组装和稳定性方面的重要作用。更重要的是我们认为,β晶状体蛋白自身寡聚化动态平衡的扰乱是导致先天性白内障的一个重要的发病机制。突变导致选择性的某一更高级别的寡聚态稳定性的增强,会对β晶状体蛋白同源聚体和异源聚体的稳定性和折叠产生显著的负面影响。寡聚化动态平衡的准确调节是β晶状体蛋白长时间结构稳定和功能维持的重要因素之一,为先天性白内障的预防和基因治疗提供了理论基础。