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半乳糖凝集素广泛表达于动物细胞中,具有一个或两个进化上保守的并能够特异性结合β-半乳糖的糖识别结构域。半乳糖凝集素-13(Galectin-13,Gal-13)为原型半乳糖凝集素,单体具有一个糖识别结构域,通过二硫键可形成二聚体。半乳糖凝集素-13主要表达于胎盘,特异性表达于合胞体滋养层,能够诱导T细胞凋亡并调节母体胎儿组织免疫耐受。半乳糖凝集素-13在妊娠过程中起着重要的作用,在检测产科并发症方面上具有重要价值,包括宫内生长限制(Intrauterine growth restriction,IUGR),早期IUGR,子痫前期,以及与子痫前期并发的IUGR。尽管有关半乳糖凝集素-13生化方面的研究报道较多,但是它的三维结构仍未知。本文研究重点在于半乳糖凝集素-13晶体结构的解析,有助于更好地理解半乳糖凝集素-13结构和功能的关系。本文致力于研究半乳糖凝集素-13的晶体结构、生化和细胞水平特异性配体及其在细胞内的分布。具体研究内容和结构如下:首先,构建了半乳糖凝集素-13野生型和点突变体的重组表达质粒,于大肠杆菌BL21感受态细胞中表达,利用Ni-NTA琼脂糖凝胶提取纯化,得到野生型、突变体R53H和C136A/C138A的过表达蛋白。然后,我们在不同条件下得到野生型和R53H蛋白晶体。与其他半乳糖凝集素相似,半乳糖凝集素-13具有典型的胶卷状结构:一个5股β-折叠(F1-F5)和一个6股β-折叠(S1-S6),由较短的α-螺旋连接(S2和F5)形成反向平行的β-折叠片的夹层结构。晶体结构发现半乳糖凝集素-13通过Cys136和Cys138之间的2个二硫键以及Val135、Val137和Asn139相互作用形成的6个氢键而构成同型二聚体。Native PAGE和凝胶过滤层析研究证实半乳糖凝集素-13以二聚体形式存在。最后,通过红细胞凝集实验,发现半乳糖凝集素-13具有诱导红细胞凝集的活性。半乳糖、麦芽糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、乳糖、果糖、蔗糖以及纤维二糖不能抑制半乳糖凝集素-13介导的凝集活性。亲和层析研究结果表明半乳糖凝集素-13也不能与乳糖、阿拉伯糖、麦芽糖和蔗糖交联的琼脂糖凝胶结合。生物膜干涉实验结果表明半乳糖凝集素-13不能与I型鼠李聚半乳糖醛酸-4(Rhamnogalacturonan I-4,RG-I-4)、水提人参酸性多糖(Water extraction of Ginseng acidic polysaccharides,WGPA)和蘑菇多糖相互作用。我们的生化研究显示半乳糖凝集素-13特异性识别的配体与其他半乳糖凝集素有所不同,它并不结合β-半乳糖。Arg53突变为His不能恢复与β-半乳糖正常的特异性识别结合能力,但是在R53H可以结合冷冻保护剂甘油。利用转染和荧光显微镜检测,我们发现带有EGFP标签的半乳糖凝集素-13主要分布于Hela和293T细胞的细胞核中。