葛根素具有多种药理作用及广泛的临床应用，对治疗心绞痛、改善微循环、降血压、降血脂等有重要作用，从而对葛根素合成代谢途径的研究就尤为重要。已知葡糖基转移酶是葛根素合成途径中的关键酶，实验室前期从野葛中克隆得到了糖基转移酶基因PIUGTs，但对其原核表达蛋白的结构和功能并未深入研究。已有报道指出葛根素具有抑制癌细胞生长活性、促进癌细胞凋亡的抗肿瘤作用，但对其作用机制深入研究的报道较少。　　本论文首先对实验室前期从野葛克隆得到的葡糖基转移酶基因的原核表达蛋白PIUGTs进行同源建模，并分析其与底物结合的构象及活性位点。同时，进一步研究葛根素对四种癌细胞（人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-468、人肝癌细胞HepG2和人鼻咽癌细胞CNE-1）活性的影响，筛选其适宜作用浓度和处理时间，在此基础上进一步分析葛根素诱导这四种癌细胞发生凋亡的作用机制，得出可能涉及的作用途径及原因。获得的主要结果如下:　　1、利用SWISS-MODEL对PIUGTs进行模板选择和Swiss-PdbViewer对蛋白结构进行优化，PIUGT1以2c1zA为模板、PIUGT2和PIUGT3以2vg8A为模板分别进行了同源建模，得到的序列同源性和QMEAN值都较高，且Z值表明模型与实验获得的结构具有相近的质量水平，说明所获得的模型质量较为可靠;　　2、通过ACDLABS12.0绘制UDP-葡萄糖、大豆苷元、异甘草素和槲皮素的化学结构式，转换三维结构及进行结构优化，用AutoDock_ADT进行PIUGTs酶与底物的对接，并进行整体构象及活性中心位点分析。结果表明:P1UGT1、PIUGT2及PIUGT3均能得到较好的三级构象，并且PLUTG1、PLUGT2与大豆甙元、异苷草素及UDP-葡萄糖均能得到较好的对接构象，推测其为合成葛根素的糖基转移酶。PIUGT3未能与底物得到较好的对接构象，查阅其他文献推测其可能不是合成葛根素的糖基转移酶;　　3、用不同浓度的葛根素溶液处理MCF-7、MDA-MB-468细胞不同时间后，检测细胞活性的变化情况，结果表明，120μM及以上浓度的葛根素处理6h以上，能显著抑制MCF-7和MDA-MB-468细胞的生长活性，SPSS统计学软件分析了浓度和时间分别为变量时，各细胞活性的显著性差异(p＜0.05)，呈现出葛根素浓度依赖性和时间依赖性，其最适作用浓度为120μM，最适作用时间为48 h。在此基础上，将该适宜作用浓度和作用时间同时处理MCF-7、MDA-MB-468、HepG2、CNE-1细胞，均能显著抑制细胞的生长活性;　　4、DAPI染色和激光共聚焦显微镜方法观察MCF-7、MDA-MB-468、HepG2、CNE-1细胞经120μM葛根素处理48 h后的形态变化，发现部分细胞的细胞核形状不规则，染色体DNA呈浓缩团块状、颗粒状分布，高度凝聚，可见致密荧光，有的细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。说明葛根素能够引起这四种癌细胞发生凋亡;　　5、进一步通过Q-PCR检测120μM葛根素处理48h的MCF-7、MDA-MB-468、HepG2、CNE-1细胞体内凋亡相关基因stat6、bax、bcl-1、bcl-2、runx3、sox4、mdr1的相对表达量，结果表明这些凋亡相关基因的表达情况略有不同:MCF-7、MDA-MB-468、HepG2细胞经葛根素处理后，由于stat6、sox4、bcl-1表达量降低、bax/bcl-2比值变大，说明葛根素可能阻碍了JAK-STAT信号通路和Wnt/β-catenin信号通路，激活了线粒体途径，从而诱导MCF-7、MDA-MB-468、HepG2细胞凋亡;而葛根素处理后的CNE-1细胞中，不仅stat6、sox4、bcl-1表达量降低、bax/bcl-2比值变大，mdr1表达量也下降，表明多药耐药性降低，使葛根素对CNE-1细胞的影响更强烈，更大程度抑制了JAK-STAT信号通路和Wnt/β-catenin信号通路，并激活了线粒体途径;　　6、利用western blot检测120μM葛根素处理48h前后的MCF-7、MDA-MB-468、HepG2和CNE-1细胞中线粒体途径相关蛋白caspase3、caspase6、caspase8、bax、bcl-2的表达变化，葛根素的处理引起细胞中caspase3、caspase6、caspase8、bax的表达量增加，bcl-2的表达量降低，说明细胞发生了凋亡，初步推测葛根素可能通过线粒体途径诱导细胞凋亡。并且在MCF-7、HepG2和CNE-1对照细胞中，bax表达量轻微，但在葛根素处理后大量表达，说明bax在线粒体途径中发挥了关键的作用。另外经葛根素处理后，MCF-7细胞中caspase6表达量显著增加，MDA-MB-468细胞中caspase3表达量显著增加，都说明这两种蛋白在各自的线粒体途径中起到了重要的作用。