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阿尔茨海默病的重要病理特征之一就是主要由微管结合蛋白Tau所形成的神经纤维缠结。由于Tau蛋白和硫酸乙酰肝素在神经细胞中是共定位的,因此为了模拟体内硫酸乙酰肝素介导的Tau蛋白错误折叠,我们在体外实验中加入了一种多聚阴离子-肝素-来诱导Tau蛋白形成纤维,定量研究了人Tau蛋白微管结合核心区片段Tau244-372与肝素的相互作用。研究结果表明,在生理还原环境中,肝素与Tau244-372形成紧密结合的1：1复合物,而在病理氧化环境中,肝素与Tau244-372形成中等强度结合的1：1复合物。对人Tau蛋白错误折叠过程的动力学分析表明,当肝素浓度与Tau蛋白浓度相等时,Tau蛋白纤维的生长速率最快,而在肝素浓度超过Tau蛋白浓度的条件下,Tau蛋白纤维的生长速率随着肝素浓度的增加而逐渐降低。实验结果表明,一方面,肝素与Tau蛋白单体形成1：1复合物,诱导Tau蛋白发生构象变化,进而促进Tau蛋白的错误折叠；另一方面,过量的肝素通过提高介质的离子强度来抑制Tau蛋白的错误折叠。该研究结果将有助于阐释肝素诱发Tau蛋白错误折叠的分子机制以及阿尔茨海默病的发病机制。铅离子对人、特别是对发育中的儿童而言具有强烈毒性,在阿尔茨海默病患者脑中就发现了高浓度的铅离子。然而,铅离子对神经纤维缠结形成的作用机制以及对阿尔茨海默病发病的影响还不清楚。因此我们研究了铅离子对人Tau蛋白微管结合核心区片段Tau244-372纤维化的影响。实验结果表明,在检测时间范围内5-40μM铅离子的加入不仅显著促进了疏水结构的暴露和纤维的形成,而且使Tau蛋白形成的纤维β-折叠结构含量增多。与野生型Tau蛋白不同的是,铅离子的加入对Tau蛋白组氨酸残基单突变体H362A以及双突H330A/H362A纤维形成没有明显的促进作用,也不能增加形成的纤维结构中β-折叠结构的含量。等温滴定量热实验的结果则显示,一个铅离子可以与一个Tau244-372分子以较高强度结合(Kd,0.217μM)其中330位和362位组氨酸残基是核心位点,His330和His362在铅离子促进Tau蛋白聚集的过程中起着重要的作用。我们第一次报道了铅离子通过与Tau蛋白330位和362位组氨酸残基的相互作用来促进Tau蛋白纤维的形成。该研究结果为了解铅离子对阿尔茨海默病的病理学影响提供了依据,而且有益于阐释铅离子的毒性机理。大部分蛋白质错误折叠的体外研究都在稀溶液中进行,而胞内蛋白质错误折叠则是在生理拥挤环境中发生。我们研究了生理拥挤环境中人Tau蛋白微管结合核心区片段Tau244-372及其突变体的纤维生长动力学。实验结果表明,50-150g/lFicoll70和dextran70的加入都能不同程度地促进Tau蛋白的纤维形成,且促进程度随着大分子拥挤试剂浓度的升高而提高。我们发现大分子拥挤促进Tau蛋白纤维形成的机理之一是大分子拥挤促进了Tau蛋白分子间二硫键的形成。大分子拥挤的这种促进作用对Tau蛋白的病理突变体同样适用。因此,生理拥挤环境可能通过促进Tau蛋白分子间二硫键的形成来促进和调控Tau蛋白纤维的形成,在阿尔茨海默病的病理学进程中发挥着重要的作用。