半乳糖凝集素(Galectin)是一类对β-半乳糖残基具有特异性结合能力的动物凝集素,目前已发现的有16种,其结构上具有相似性,并且广泛的参与到生物体的多种生理活动中。半乳糖凝集素-10(又名Charcot-Leyden crystal protein,夏科-莱登晶体蛋白)是原型半乳糖凝集素家族成员之一,由142个氨基酸组成。半乳糖凝集素-10广泛分布于嗜酸性粒细胞中,在体内能够自发的形成晶体。研究表明,半乳糖凝集素-10参与多种嗜酸性粒细胞相关的疾病反应,例如哮喘、嗜酸性粒细胞膀胱炎、肥大细胞病变及过敏性皮炎等,并且在调节淋巴细胞功能中发挥重要作用,因此可作为开发新型诊断策略和设计创新药物的靶点。本文预对半乳糖凝集素-10的结构进行研究,试图鉴定出其天然配体并研究其如何结合配体,可为半乳糖凝集素-10相关疾病的药物开发提供新的思路。最终研究成果如下:首先,构建了半乳糖凝集素-10及七个突变体蛋白的pET28a重组质粒,在大肠杆菌中成功表达,通过亲和层析的方法纯化出八种蛋白,半乳糖凝集素-10及突变体蛋白的纯度及得率基本相似。通过红细胞凝集实验检测半乳糖凝集素-10及突变体蛋白生物活性,均具有凝集红细胞的作用,说明纯化的蛋白均具有生物活性,并且Trp72突变后,其凝集红细胞的能力明显增强。然后,对半乳糖凝集素-10及突变体蛋白进行蛋白质结晶,通过蛋白质晶体条件初筛、优化、进行X射线衍射、数据的收集与分析,成功解析出半乳糖凝集素-10及突变体蛋白的晶体结构,分辨率在1.55-2.0?范围内。半乳糖凝集素-10及突变体蛋白晶体结构显示它们不能与乳糖、甘露糖、果糖、葡萄糖、蔗糖等糖配体进行共结晶,但是它们中的一些成员可以与晶体冷冻保护剂甘油共结晶;进一步的分析发现半乳糖凝集素-10的第33位谷氨酸残基占据了正常乳糖结合位点的一部分使其不能与糖配体结合;通过糖识别结合位点关键氨基酸突变发现,Cys57和Gln74不影响半乳糖凝集素-10结合甘油,而His53、Asn65、Trp72、Lys73和Gln75对半乳糖凝集素-10的结构存在一定的影响。晶体结构分析及分子筛实验结果表明,半乳糖凝集素以一种新颖的同源二聚体的形式存在,二聚体的结构形式与半乳糖凝集素-1、2、7不同。最后,通过红细胞凝集阻抑、亲和层析以及热转移实验证明半乳糖凝集素-10不能与乳糖、甘露糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰乳糖胺相互作用。