γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的机制研究

发布时间：2020-06-08 13:06

【摘要】：研究目的:先天性白内障是造成儿童视力损害的主要原因之一,其中有约四分之一的患者发病与遗传相关。晶状体蛋白是晶状体最主要的结构蛋白,比重大约占晶状体中水溶性蛋白的90%,其中γS-晶状体蛋白又是重要的晶状体结构蛋白之一,对长期维持晶状体的屈光性和透明性有着重要作用。研究先天性白内障发生的具体机制有助于从根源上透彻了解相关突变基因的具体功能和致病途径,从而使得从基因或者蛋白质层面彻底预防先天性白内障的发生成为可能。目前关于γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的报道相对较少,对γS-晶状体蛋白致先天性白内障的具体机制研究也不够深入,所以本研究选取浙二眼科中心最近发现的两个已报道的γS-晶状体蛋白突变(G75V和G18D),研究突变对γS-晶状体蛋白结构和稳定性的影响,从而更加深入了解γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的具体分子机制。研究方法:通过聚合酶链反应技术和定点突变技术构建.γS-晶状体蛋白野生型和突变体的原核表达质粒pET-28a,转化至Rosetta大肠杆菌中大量诱导表达野生型及突变体蛋白并纯化;利用生物物理学方法,如圆二色光谱、荧光光谱等技术研究突变对蛋白质结构和稳定性的影响。同时构建γS-晶状体蛋白野生型和突变体的真核表达质粒pEGFP-N1,转染至人胚肾上皮细胞Hek293T中进行过表达,在共聚焦激光显微镜下观察融合蛋白在细胞内的定位。研究结果:体外蛋白实验发现两个突变均降低了 γS-晶状体蛋白的稳定性,在高温或者高浓度盐酸胍环境下会促进蛋白的聚集。但是两个蛋白对γS-晶状体蛋白结构的影响不同:G75V突变一定程度上改变了γS-晶状体蛋白的二级结构和三级结构,明显增加了蛋白的疏水面积,但在细胞实验中未引起细胞内的蛋白积聚;而G18D突变体并没有明显改变γS-晶状体蛋白的二级结构或者三级结构,却引起了细胞内的蛋白聚集。研究结论:我们目前的研究表明G75V突变体改变了蛋白的二级和三级结构,并显著增加了蛋白的疏水面积,同时确定了野生型γS-野生型晶状体蛋白的高稳定性,发现G75V和G18D突变体蛋白在热变性以及胍变性下出现稳定性的下降可能是先天性白内障发生的主要原因。这两个突变家系先证者表型主要为皮质型白内障,呈渐进性,突变患者白内障在外界环境的压力下出现逐渐加重的趋势,与实验结果相符。
【图文】：

１．１．２晶状体蛋白逡逑晶状体蛋白是晶状体中含量最多的蛋白，根据分子质量的大小和结构的差异逡逑可分为三种，ａ－晶状体蛋白、ｐ－晶状体蛋白和７－晶状体蛋白。这三种晶状体蛋白逡逑家族构成了哺乳动物晶状体中９０％的水溶性蛋白［１（）］。ａ－晶状体蛋白单体具有一个逡逑ａ－晶状体蛋白结构域，该结构域在小热休克蛋白家族中高度保守。在人晶状体逡逑中，ａ－晶状体蛋白以圆形聚集体的方式存在，大小约６００？９００ｋＤａ［Ｉ１］。ａＡ－和ａＢ－逡逑晶状体蛋白可以在热变性状态下保护Ｐ－晶状体蛋白、Ｙ－晶状体蛋白和其他晶状体逡逑中的蛋白质［１２，１３］。ａ－晶状体蛋白通过减少晶状体内随着年龄增加而增加的部分变逡逑２逡逑

胶过滤层析技术逡逑过滤层析又称为分子筛层析或体积排阻层析，是利用具有多孔分子筛作用，根据溶液中蛋白质相对分子质量的大小差异进行析技术［７７］。层析柱中填充的材料多为交联的聚糖类物质，该类状结构，当需分离的混合样品在层析柱中随洗脱液流动而发生质由于体积相对较小，会通过凝胶中的网状结构进入颗粒内部，经过的流程较长，最后被洗脱出层析柱；而大分子物质因为体粒内部，直接沿凝胶颗粒间隙随着洗脱液流动，所经过的流较快，最快洗脱出层析柱；而中等大小的物质则介于两者之间，，析柱中洗脱出来。目前凝胶过滤层析技术已广泛用于蛋白质、命大分子物质的分离提纯。下图为凝胶过滤层析原理示意图。逡逑上样个分子逦洗脱逦洗股逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R776.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘冬梅;周姝;陈捷敏;彭书雅;夏文涛;;αB晶状体蛋白在视网膜及眼外组织器官中表达及其作用机制[J];法医学杂志;2014年06期

2 刘平;苏胜;;白内障蛋白质组学研究的现状及未来研究方向[J];眼科新进展;2014年01期

3 屈凌寒;韩笑;刘阁;严宏;;α-晶状体蛋白的结构和功能及基因学研究进展[J];国际眼科杂志;2012年07期

4 任秋君;高前进;单劲松;冯国群;;大强度离心运动后骨骼肌αB-晶状体蛋白的表达特征研究[J];北京体育大学学报;2011年09期

5 汪腊一;侯世科;吴志鸿;;αB晶状体蛋白在晶状体外的研究概况[J];东南大学学报(医学版);2010年05期

6 李琪;严宏;;α-晶状体蛋白在眼科疾病中的作用研究进展[J];眼科研究;2010年11期

7 刘树柏;何英英;钱金桥;李文辉;张云;;非晶状体βγ-晶状体蛋白的研究进展[J];动物学研究;2008年06期

8 刘康,王一;α晶状体蛋白的研究进展[J];眼科新进展;2005年02期

9 严宏,惠延年,李明勇,张延凤,张晓楠,武丽华;α-晶状体蛋白分子伴娘功能的初步研究[J];中华眼科杂志;2004年08期

10 严宏,俞兰,范建国;糖基化对牛α-晶状体蛋白分子伴娘功能的作用[J];中华眼科杂志;2004年09期

相关会议论文 前10条

1 韦佳辰;杜睿琪;沈志强;宋凡;;晶状体蛋白液-液相分离及逾渗相变的分子动力学模拟研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年

2 王文军;唐罗生;;不同生长期晶状体蛋白对大鼠视网膜神经节细胞存活的影响[A];中国眼底病论坛·全国眼底病专题学术研讨会论文汇编[C];2008年

3 王凯军;姚克;;不同强度微波辐射对体外培养兔晶状体蛋白成分的影响[A];2006年浙江省眼科学术会议论文集[C];2006年

4 王沙;席艺博;闫永彬;;pA3/1-晶状体蛋白的蛋白酶活性研究[A];第十届全国酶学学术讨论会论文集[C];2011年

5 刘康;王一;王艳华;牛建军;曾玉晓;;α晶状体蛋白促大鼠RGCs存活和突起生长的体外研究[A];中国神经科学学会第六届学术会议暨学会成立十周年庆祝大会论文摘要汇编[C];2005年

6 陈强;宋贵波;杨娜;刘媛媛;郑芳;;αB-晶体蛋白R11H突变导致先天性白内障的分子机制研究[A];第八次全国医学遗传学学术会议(中华医学会2009年医学遗传学年会)论文摘要汇编[C];2009年

7 王凯军;;rD-晶状体蛋白突变致特殊表型先天性白内障的动物实验研究[A];2007年浙江省眼科学术会议论文集[C];2007年

8 郑芳;刘媛媛;陈强;饶艳;EMILY;;三例遗传性白内障家系的分子诊断[A];第八次全国医学遗传学学术会议(中华医学会2009年医学遗传学年会)论文摘要汇编[C];2009年

9 陈强;马俊婕;宋贵波;郑芳;;遗传性白内障致病基因的筛查及其相关功能的研究[A];第四届全国血脂分析与临床学术研讨会暨第九届全国脂蛋白学术会议论文汇编[C];2008年

10 陈强;马俊婕;宋贵波;刘媛媛;杨娜;郑芳;;先天性白内障致病基因的筛查及其生物信息学分析[A];第八次全国医学遗传学学术会议(中华医学会2009年医学遗传学年会)论文摘要汇编[C];2009年

相关重要报纸文章 前2条

1 刘永平邋郑义;我国白内障发病机理研究获重大进展[N];中国医药报;2008年

2 记者 张家伟;白内障或将有药可治[N];健康报;2015年

相关博士学位论文 前10条

1 朱莎;γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的机制研究[D];浙江大学;2018年

2 应希;α晶状体蛋白对大鼠视网膜神经节细胞的保护作用研究[D];第三军医大学;2009年

3 徐伟珍;常染色体显性遗传“珊瑚状”核性白内障的分子遗传学研究[D];浙江大学;2004年

4 齐艳秀;丙酮酸对大鼠糖尿病性白内障抑制作用的实验研究[D];中国医科大学;2006年

5 刘双;αB-晶状体蛋白抗细胞凋亡的机制研究[D];中南大学;2005年

6 季樱红;先天性遗传性白内障的蛋白质组学研究[D];复旦大学;2006年

7 王文军;不同生长期晶状体蛋白对大鼠视网膜神经节细胞存活的促进作用及机制研究[D];中南大学;2008年

8 张新彦;年龄相关性白内障晶状体蛋白磷酸化位点鉴定[D];复旦大学;2012年

9 席艺博;β/γ晶状体蛋白C端结构域遗传突变导致先天性白内障的分子机理研究[D];兰州大学;2014年

10 高茜;βγ-晶状体蛋白与三叶因子复合物生物化学特性与作用机制研究[D];中国科学技术大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 沈志伟;硅油对晶状体蛋白体外积聚性影响研究[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2017年

2 刘志涛;αB-晶状体蛋白在不同周龄正常大鼠晶状体中的表达[D];吉林大学;2012年

3 唐德荣;αB晶状体蛋白促进体外培养人视网膜色素上皮细胞的增殖的研究[D];重庆医科大学;2013年

4 张灿伟;a晶状体蛋白抗体与超声乳化术后前房炎症反应相关性的研究[D];滨州医学院;2013年

5 邱斌;α晶状体蛋白分子伴侣对实验性白内障作用及干预研究[D];复旦大学;2009年

6 周钟强;兔增殖性玻璃体视网膜病变视网膜蛋白质组学的初步研究[D];重庆医科大学;2011年

7 汪腊一;αB-晶状体蛋白对大鼠急性高眼压后视网膜神经节细胞存活及凋亡蛋白Caspase-3表达的影响[D];辽宁医学院;2011年

8 曾琨;一个先天性核性白内障家族的γ晶状体蛋白基因筛查[D];暨南大学;2005年

9 刘冬梅;大鼠甲醇中毒后视网膜电图反应及αB晶状体蛋白、ALDH2和ATP5A1的变化及相关性[D];苏州大学;2015年

10 李谨予;后极性表型先天性白内障的疾病相关候选基因定位[D];浙江大学;2011年

本文编号：2703132