鈣離子誘導的EF-hand蛋白構象及熱動力學研究.pdf

1、鈣離子作為第二信使將細胞外信號轉到細胞內并參與多種途徑的調控，EF-hand蛋白在此過程中起著重要的作用。EF-hand蛋白作為細胞內鈣離子的傳感器，在不同范圍內，對細胞內鈣離子濃度變化精確感應，然后將這些簡單的調節(jié)信號轉換成各種功能響應。鈣離子和EF-hand蛋白被認為在細胞增值、分化直至凋亡等各個方面都發(fā)揮了突出作用。EF-hand蛋白功能的失調，也是許多人類疾病如老年癡呆、心肌病、癌癥、唐氏綜合征等疾病的誘因。
　　鈣調蛋白

2、(Calmodulin，CaM)是目前研究得最多、也是典型的EF-hand信號蛋白，涉及許多細胞內鈣離子依賴的信號調節(jié)。而鈣調磷酸化酶(Calcineurin，CN)B亞基(CNB)是鈣調磷酸化酶—目前發(fā)現的唯一一個依賴于鈣離子和CaM的絲氨酸/蘇氨酸磷酸化酶—的調節(jié)亞基。本論文選取CaM和CNB作為研究對象，通過研究鈣離子誘導的CaM和CNB的構象及熱力學的變化以揭示鈣離子和EF-hand蛋白家族相互作用的規(guī)律。具體內容包括:

3、　　一、通過對EF-hand蛋白，特別是CaM及CNB的較全面的綜述明確了該課題的理論和實際意義。提出了采用紅外光譜、圓二色譜、等溫量熱滴定等技術研究鈣離子和EF-hand蛋白相互作用的設想。
　　二、通過紅外光譜氫氘交換的方法研究了鈣離子誘導的CaM構象變化機理。研究結果發(fā)現，Ca2+誘導的CaM的構象變化主要分為兩個階段:第一階段主要發(fā)生在CaMC端的2個EF-hand結構域結合兩個Ca2+以后，伴隨著二級結構中無規(guī)卷曲向α-

4、螺旋、β-折疊和β-轉角的轉變;第二個階段發(fā)生在CaM結合了4個Ca2+以后，伴隨著三級結構發(fā)生了較劇烈的變化，CaM轉變?yōu)楦泳o密、疏水的構象，同時第一次轉變中增加的β-折疊和β-轉角部分轉變?yōu)棣?螺旋。hole-CaM和apo-CaM相比，α-螺旋的含量增加了約18％。
　　三、通過紅外光譜、氫氘交換、圓二色譜、等溫量熱滴定等方法研究了鈣離子、鎂離子誘導的CNB結構的熱動力學及構象變化。研究結果表明，CNB與鈣離子結合后，α-