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肿瘤抑制基因p53是已知的人类肿瘤中存在的最常见的突变基因。肿瘤抑制蛋白p53是一个53kDa的锌离子结合蛋白,是具有序列特异性的转录因子,由393个氨基酸组成,主要包括三个功能结构域:N端转录激活结构域、序列特异性的DNA结合结构域和C端四聚体化结构域。在被细胞压力激活后,p53作为一个转录因子进一步激活下游基因,参与包括细胞周期调控、DNA修复、血管生成抑制、肿瘤转移抑制、细胞凋亡等重要的生物学过程。野生型p53通过序列特异性的DNA结合结构域结合DNA。p53基因在50%的人肿瘤当中发生突变,而突变主要发生在DNA结合结构域。突变的p53失去了DNA结合活性,导致不能激活下游靶基因转录。因此,序列特异性的DNA结合活性是p53最关键的生物学功能。p53晶体结构表明:锌离子通过结合三个半胱氨酸和一个组氨酸,稳定p53DBD结构,使DNA结合环L3处于正确的位置上以结合DNA。锌离子的结合被认为是p53转录激活所必需的,去除锌离子将降低p53DBD与DNA特异性结合。然而铜离子、镉离子、汞离子的结合却会导致p53DBD构象的改变及DNA结合活性的丧失。根据不同金属离子这种截然相反的作用可以预测:还存在着其他的金属离子能够结合p53DBD并影响其DNA结合活性。本论文利用基因重组技术,体外克隆、表达并纯化了人p53DBD,应用荧光光谱技术、圆二色谱技术、电泳技术及zeta电势测量技术,分析了金属镁离子与p53DBD的相互作用,探讨了镁离子对p53DBD与靶基因相互作用的影响,并从分子结构的角度解释其可能的结合及作用机制。实验证明,镁离子以静态淬灭的方式结合p53DBD,并与锌离子之间存在竞争结合。镁离子的结合使p53DBD的α-螺旋度降低,诱导蛋白发生细微的构象变化。与锌离子类似,镁离子的结合引起p53DBD表面的负电势降低。与锌离子不同的是,镁离子的结合以一种非序列特异性的方式提高p53DBD与DNA的结合亲和性,而锌离子提高的是与序列特异性的DNA的结合能力。综上结果可以推断:镁离子很可能也是通过与p53DBD上的氨基酸结合,稳定蛋白的构象,降低p53DBD表面的负电势,从而提高p53DBD与DNA的结合能力。镁离子是一个可以影响和调节p53转录激活活性的因子。