蛋白質動態結構影響混合膜脂相行為的研究

《蛋白質動態結構影響混合膜脂相行為的研究》是依託清華大學，由尉志武擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白質動態結構影響混合膜脂相行為的研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：尉志武
• 項目類別：面上項目

項目摘要

生物膜是細胞的重要組成部分、與生命活動緊密相關。脂筏是細胞膜上的一類有序微區結構，在細胞粘連、細胞凋亡、細胞遷移、信號轉導等眾多過程中起到重要作用。本項目以此為背景通過多種技術結合的手段，研究蛋白質對膜脂相行為的影響。選擇的雙組分膜脂體系（磷脂DPPC-膽固醇、糖脂GM3-膽固醇、磷脂DOPG-DPPC）在一定條件下都可以形成有序結構微區。本項目將研究多種蛋白質（溶菌酶、牛血清白蛋白、α-糜蛋白酶、γ-球蛋白等）在天然態、變性態、特別是解摺疊過程中對混合膜脂體系相行為的影響，研究朊蛋白多肽PrP106-126及其修飾物在糖脂GM3-膽固醇體系液態有序相和液晶相中的分配及其對膜脂相行為的影響，揭示蛋白質結構及其變化過程對脂膜相行為的影響規律，確定作用位點，建立蛋白影響脂筏的作用模型。同時，本課題也將研究所選膜脂體系在相變過程中的區域協同性以及膜脂對蛋白質解摺疊和聚集行為的影響規律。

結題摘要

生物膜是細胞的重要組成部分、與生命活動緊密相關。脂筏是細胞膜上的一類有序微區結構，在細胞粘連、細胞凋亡、細胞遷移、信號轉導等眾多過程中起到重要作用。本項目以此為背景通過多種技術結合的手段，研究蛋白質對膜脂相行為的影響。本項目首先研究磷脂和蛋白各自單獨存在時的相行為特徵，隨後研究了蛋白與磷脂膜相互作用導致的相行為變化等內容。我們使用理論計算方法研究了人分泌型磷脂酶與多種脂膜的作用；使用實驗方法研究了DPPC-DODAB混合磷脂及相關體系與蛋白BSA的相互作用，DPPC-DOPG混合磷脂囊泡與蛋白lysozyme的相互作用，含CL的混合磷脂體系與細胞色素c的相互作用等。此外，還對項目相關的等溫滴定量熱（ITC）曲線模式進行了研究。我們研究得出中性、帶正電和帶負電混合磷脂自身相行為以及其受蛋白影響的一些規律，發現了磷脂的相態受到表面蛋白結合程度和電荷狀況因素的雙重調控。同時，我們對蛋白結構的理論和實驗研究說明蛋白二級結構中的協同氫鍵起源是共振因素。此外，我們還針對分子間相互作用的一般結構因素和熱力學規律進行了理論、實驗和模式研究。以上工作對蛋白質動態結構影響混合膜脂相行為實現了規律性認識，其中得出的部分規律進而可以套用到更一般的分子間相互作用範圍。