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朊蛋白作为会自然发生自组装的蛋白分子。了解其组装机制对于治愈朊蛋白相关疾病发挥重要作用,同时还可促进对朊蛋白组装过程的有序控制,利用其自组装进而开发相关功能材料。朊蛋白体外组装过程中存在多种中间体。目前的研究无法有效的捕捉到确定组装状态的中间体,同时对其参与的朊蛋白的组装过程及成熟朊蛋白聚集物状态与结构也不清楚。酵母Sup35朊蛋白在以上相关研究中发挥重要作用。体外制备Sup35朊蛋白感染细胞及稳定遗传的机制和具体的存在状态也不清楚。我们以体外制备的Sup35-NM和细菌细胞及酵母细胞表达的朊蛋白作为朊蛋白自组装研究的切入点。本论文围绕体外制备朊蛋白聚集体结构及功能表征和细胞内朊蛋白聚集状态及遗传机制开展工作,完成以下研究:(1)首次提出朊蛋白中间体参与的正向和逆向尺寸排阻色谱动力学研究方法。正向组装聚集体动力学分离到短纤维状41 min和球状46 min两种中间体,其中41 min产物具有组装加速功能,46 min产物是正向组装单元。朊蛋白组装可以分为初级组装和后组装过程,我们首次发现并证明朊蛋白聚集体基本组装单元是三聚体。热和SDS介导的朊蛋白逆向解聚动力学是以三聚体或其倍数的形式进行末端解离。后组装过程会出现只有热和SDS及电场同时作用才会解离的抗性三聚体成分。解聚动力学的研究表明,朊蛋白聚集体存在以三聚体为基元的不同组装界面,且界面作用力存在明显差异。(2)大肠杆菌细胞内异源表达的Sup35朊蛋白主要以无聚集倾向单体与其它蛋白(X)复合物和稳定单体两种的形式存在。经免疫印迹,BN-PAGE和质谱鉴定X蛋白主要成分为热激蛋白90,热激蛋白70,核糖体30 S亚基,ATP合成酶和Omp F膜孔蛋白。其中热激蛋白成分可以抑制Sup35在大肠杆菌细胞内形成聚集体。(3)首次建立体外制备朊蛋白电穿孔和脂质体介导转化酵母的方法。经原生质体转化法构建并成功筛选出[PSI+]酵母朊蛋白表型菌株。经筛选发现,2-脱氧葡萄糖对[PSI+]白色朊蛋白表型菌株存在特异性杀死作用且杀死机制与糖基化的抑制没有关系。另外,我们还发现半乳糖和高浓度葡萄糖对[PSI+]菌株具有相反的表型影响。这是首次证明朊蛋白在酵母细胞内的朊蛋白复制与糖代谢有密切关系。