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呈递病毒表位的主要组织相容性复合体Ⅰ类分子(pMHC Ⅰ)被T细胞受体(TCR)和共受体分子CD8识别,激活细胞毒性T细胞(CTL),诱导机体产生针对特定病原的细胞性免疫应答,从而清除病毒感染的细胞。与人和鼠MHCⅠ分子的研究相比,牛MHC I(称为BoLA-Ⅰ)分子的研究较少且缺乏精细结构生物学方面的积累。近年来,随着牛传染病的不断爆发,如牛口蹄疫等疾病的爆发,不仅导致了牛养殖业的重大经济损失,而且直接威胁着人类健康。迄今为止,对牛细胞介导的抗病毒免疫应答的研究仍然十分缺少,尤其是牛BoLA-Ⅰ递呈病毒抗原多肽的机制以及CD8作为辅助受体在其CTL免疫应答中与MHC Ⅰ分子的相互作用机理尚不清楚。由此可见,深入研究牛BoLA-Ⅰ和CD8分子单体和复合体的精细结构,对于阐明牛CTL免疫应答机理以及控制牛源传染病都有着重要的意义。因此,本文采用了分子克隆与结构生物学技术,表达、纯化、结晶并解析了牛BoLA-Ⅰ分子(BoLA-2*02201)与源于口蹄疫病毒(FMDV)多肽的单体、牛CD8αα二聚体以及CD8αα/BoLA-2*02201复合体结构；并对上述晶体进行了精细结构分析；获得了牛CTL免疫应答相关的第一手免疫学数据。BoLA-2*02201总体结构框架与已解析的人和鼠MHC Ⅰ类似,但是,BoLA-Ⅰ具有明显的牛种属特征。与已解析的两套牛BoLA-Ⅰ结构相比,BoLA-2*02201分子具有突出的结构特点,其具有更大的“开放”型A口袋,带负电荷的B口袋较大较深以及体积最大的F口袋。这些结果使得BoLA-2*02201可递呈多肽的特征为：1)P1位锚定残基可以是较大构象的氨基酸；2)P2可以是具有长侧链、带正电荷的氨基酸；3)P9位可以是具有较大芳香苯环的氨基酸。根据上述BoLA-2*02201抗原结合槽的结构特征本文推定了其表位多肽结合基序。随后,对牛CD8αα基因进行了修饰,获得了高效表达且复性效果好的牛CD8αα同源二聚体蛋白,并结晶、解析了其结构。参照人和鼠CD8αα/pMHCⅠ复合体中CD8αα的数据分析,关键性的氨基酸：R6、N102和S103在牛CD8αα中保守,它们也可能是牛CD8αα与BoLA-Ⅰ相互作用的核心位点。最后,分析了牛CD8αα/BoLA-2*02201复合体结构并揭示：1)牛CD8αα与BoLA-Ⅰ结合后并不改变BoLA-2*02201递呈多肽的构象；2)BoLA-2*02201与CD8αα结合后的变化是其α3CDloop发生了方向的偏移；3)CD8αα与BoLA-2*02201结合后的变化是其CDR like loop发生了偏移；4)与人和鼠CD8αα/pMHCⅠ复合体结构相比,牛CD8αα/BoLA-2*02201具有更小的接触面积和亲和力。牛CD8αα与BoLA-Ⅰ分子之间相互作用方式是“抗原-抗体”式结合方式。综上所述,本文解析了pBoLA-Ⅰ (BoLA-2*02201)的晶体结构,阐述了BoLA-2*02201递呈多肽的特点,阐明了BoLA-2*02201递呈抗原多肽的主要机制,其结果为牛CTL表位疫苗的研发提供了结构生物学参数；解析了牛CD8αα晶体结构,阐述了其特征：解析了牛CD8αα/BoLA-Ⅰ复合体结构,结果显示,牛CD8αα与BoLA-2*02201的相互作用具有种属特征,在已发现的哺乳动物CD8αα/pMHCⅠ结构中其接触面和亲和力最小。总之,本研究推进了牛细胞免疫学中CTL免疫应答相关的结构免疫学的研究。