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该课题对血管内皮细胞生长抑制因子(VEGI)的结构与功能关系及作用机制进行了研究.第一部分:EVGI结构与功能关系研究1.首先将VEGI与TNF超家族其他成员TNFα、TNFβ、CD40L及TRAIL进行了基于结构知识的一级结构序列联配,比较分析了TNF超家族其他成员蛋白中结构与功能关键残基的分布,在此基础上分析推导出VEGI蛋白结构特异残基的分布.2.根据TNF超家族其他成员TNFα、TNFβ、CD40L及TRAIL的晶体结构,采用同源蛋白模建了VEGI蛋白质的三维结构.结果显示:VEGI预测结构的骨架与TNFα晶体结构极为相似,也是由3个呈β-Jellyroll拓扑结构的亚基组成的钟形结构.3.为研究蛋白质N端对活性的影响,构建了N端缺失43与51个氨基酸的VEGI表达载体并在大肠杆菌中表达及纯化,采用人脐静脉内皮细胞增殖和鸡胚尿囊膜血管生成实验研究了两个缺失突变体的活性.结果表明:N端缺失43个氨基酸的VEGI突变体具有与野生型VEGI相似的作用,而N端缺失51个氨基酸可使VEGI活性明显降低.4.为研究VEGI空中楼间结构上的重要残基的作用极其对生物活性的影响,采用定点突变技术突变了四个关键氨基酸E<45>R,G<47>A,Y<111>F,Y<111>T,构建了表达载体并在大肠肝菌中形式表达及纯化,采用人脐静脉内皮细胞增殖和鸡胚尿囊膜血管生成实验研究了四个突变体的活性.结果表明:E<45>R突变体的活性显著下降,G<47>A突变体的活性略低于野生型VEGI,Y<111>F,Y<111>T突变体的自学成才性比野生型VEGI下降十倍以上.第二部分:VEGI生物活性与作用机制研究1.以人脐静脉内皮细胞(HUVEC)为研究对象研究了VEGI对其增殖,迁移,白细胞粘附等体外生物活性的影响,结果表明:VEGI可剂量依赖地抑制HUVEC的增殖与迁移却促进中性粒细胞附于HUVEC.2.采用RT-PCR,Western blot等方法研究了VEGI对VEGF与ICAM-1在内皮细胞中表达的影响.3.采用明胶酶谱方法研究了VEGI对MMP-2表达的影响,结果表明:VEGI蛋白可显著下调MMP-2激活形式的表达并呈剂量依赖的抑制作用.4.采用分光光度法研究了VEGI对NO产生的影响,结果表明:VEGI可剂量依赖地抑制HUVEC细胞产生NO.5.研究了VEGI对内皮细胞细胞周期的影响,结果显示:VEGI可剂依赖地诱导HUVEC生长停滞于G<,0>-G<,I>期,抑制其进入S期.6.建立了裸鼠异种移植人肝癌SMMC7721的肿瘤模型,采用此模型研究了VEGI对人肝癌的影响,结果显示:VEGI显著抑制人肝癌SMMC7721的生长,且其作用并非是直接抑制肿瘤细胞增殖而是部分通过抑制VEGF表达实现的.7.制作囝VEGI多克隆抗体.初步纯化的抗体滴度达到期:10560,此抗体可中和重组VEGI蛋白抑制内皮细胞增殖与血管生成活性.进一步表明:VEGI是血管内皮细胞的特异性抑制因子.结论:我们的研究首次发现:VEGI三维结构是由3个呈β-Jellyroll拓扑结构的亚基组成的钟形结构;VEGI的第44-51位氨基酸对其生物活性的发挥具有重要作用,可能是部分受体结合位点;其中,第45位氨基酸E对其活性的发挥具有重要作用,而第47氨基酸对其活一的发挥可能不具重要作用;VEGI的第111位氨基酸Y是发挥其功能的关键氨基酸,可能与受体形成直接结合,且氨基酸Y上的苯环与酚羟基均对其活性的发挥具重要作用.