摘要
研究背景:晶状体蛋白对维持晶状体透明性和屈光性具有重要作用。先天性白内障存在着遗传异质性,其临床表型与基因型的相关性不明。
方法:运用SWISS-MODEL与PROSPECT软件预测、SWISS-Pdb浏览器观察与分析多个野生型和突变型晶状体蛋白的构型:ENU诱导特殊表型鼠先天性白内障家系中五个γ-晶状体基因的突变和特殊表型人先天性白内障家系中γD、β2B-晶状体基因的突变。
结果:与野生型晶状体蛋白比较,突变型晶状体蛋白三维结构具有三维结构改变、新的氢键、氢键距离缩短、蛋白电势改变及蛋白表面水溶性改变等一系列变化(图1~4)。
结论:突变型晶状体基因显著改变了该蛋白的三维结构,进一步支持了晶状体蛋白在人白内障形成过程中具有重大作用的理论。晶状体蛋白基因型与临床表型相关性的分析有助于进一步阐明先天性白内障的遗传异质性的发生机制。
图1 SWISS-MODEL软件预测的人突变型γD晶状体蛋白提示苏氨酸23(绿色)暴露于γD晶状体蛋白表面,苏氨酸23具有疏水性侧链,脯氨酸23侧链既有疏水性又有亲水性作用,P23T改变可能会影响蛋白表面的水溶性和与周围蛋白的相互作用
图2 SWISS-MODEL软件预测的鼠突变型γB晶状体蛋白提示ARG11与PRO64之间的氢键距离缩短,野生型γB晶状体蛋白的氢键距离为2.71,而突变型γB晶状体蛋白为2.69,可能增加了"Greek key"夹的稳定性
图3 PROSPECT软件预测的鼠突变型γE晶状体蛋白提示,I14F明显改变了γE晶状体蛋白的蛋白三维结构,ASP9,ARG10,GLN13位于突变蛋白β层状结构而在野生型位于螺旋区
图4 PROSPECT软件预测的人突变型β2B晶状体蛋白提示,Q155X突变明显改变了βB2-晶状体蛋白表面静电势的分布。野生型βB2-晶状体蛋白表面正负静电势的分布均匀对称,而突变后使整个蛋白表面的负静电势占优势。
|