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LEA(Late embryogenesis abundant proteins,LEA proteins)蛋白为固有无序蛋白(Intrinsically disordered proteins,IDPs),在提高植物抗逆性方面发挥重要保护功能。大量证据表明,LEA蛋白在逆境胁迫下,可保护蛋白质(酶活性)、脂类及细胞膜结构,具有结合金属离子及抗氧化作用,但LEA蛋白是否可与DNA结合,有关证据还不多见。大豆PM1蛋白属于第4组LEA蛋白,等电点为10.2,可定位于细胞核和细胞质中。本文将以PM1蛋白及其N端(PM1-N)和C端(PM1-C)蛋白为对象,研究它们与3种不同长度的DNA和2种环形/线形质粒的相互作用,以及6种金属离子(Zn2+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Mn2+和Cu2+)和3种pH值(6.3、8.0和10.2)对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA分子互作的影响。利用凝胶阻滞实验(Electrophoretic mobility shift assay,EMSA)研究PM1蛋白与5种DNA分子的相互作用以及金属离子对其相互作用的影响。当PM1蛋白分别与5种DNA溶液混合并温浴后,进行琼脂糖凝胶电泳。结果显示,PM1蛋白可与5种DNA分子发生相互作用。再将PM1蛋白分别与5种DNA混合,加入6种金属离子溶液,共同温浴。结果显示,6种离子对PM1蛋白与DNA的互作无明显影响。同时,3种pH值对二者的互作也无明显影响。进一步利用滤膜结合实验(Filter binding assay,FBA)研究PM1蛋白及其N端和C端蛋白与DNA分子的互作以及金属离子对其相互作用的影响。用异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate,FITC)标记2种DNA(PM1和pGL3),进行以下实验:1)将(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白分别与2种DNA溶液混合并温浴。FBA结果显示,(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白可与2种DNA分子相互作用。2)将(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白分别与6种金属离子溶液混合,再加入DNA。FBA结果显示,4种离子(Zn2+、Mg2+、Ca2+和Mn2+)对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA的互作无明显影响,而2种离子(Ni2+和Cu2+)可明显减弱(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA的互作。3)将上述加样顺序改为:(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与2种DNA溶液混合后,再加入6种金属离子。FBA结果显示,4种离子(Zn2+、Mg2+、Ca2+和Mn2+)对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA的互作无明显影响,Cu2+可明显减弱(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA的互作,Ni2+也可减弱其互作,但没有Cu2+的明显。4)3种pH值对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA的互作未产生明显影响。利用圆二色谱(Circular dichroism analysis,CD)分析2种DNA(PM1和pGL3)对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白二级结构的影响。结果显示,(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白的二级结构以无规卷曲为主;当(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA共同温浴时,(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白二级结构无明显变化。综上所述,1)(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与几种不同长度、不同形态的DNA之间存在相互作用,表现为非特异性结合。2)Ni2+和Cu2+可在一定程度上影响PM1蛋白与DNA分子的相互作用;Ni2+、Cu2+和PM1蛋白与DNA的结合存在竞争性,Ni2+与DNA结合能力较弱,Cu2+与DNA结合能力较强。3)pH值对(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白与DNA分子间的相互作用未产生明显影响。4)与DNA结合后,(PM1/PM1-N/PM1-C)蛋白的二级结构没有明显改变。