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Matriptase是一种类型Ⅱ跨膜丝氨酸蛋白酶，在表皮的形成与维持、免疫应答反应、癌症的迁移与侵润中发挥着至关重要的作用。它的活性需要受到肝细胞生长因子激活物抑制剂1(HAI-1)的严格调控。研究表明，HAI-1不仅能够抑制matriptase的活性，而且还与matriptase的自我激活有关。二者比例的失调与多种癌症密切相关。HAI-1是一种Kuntiz型丝氨酸蛋白酶抑制剂，由多个结构域组成。酶学研究表明，HAI-1通过它的KD1结构域来抑制matriptase，但是这种抑制作用又受到HAI-1其它结构域的调节。 本论文运用结构生物学方法对matriptase与HAI-1单体及复合物的结构做了大量研究，具体研究内容如下: 利用毕赤氏酵母表达系统，我们表达并纯化出matriptase催化结构域(β-matriptase-N164Q)以及它的无活性突变体（β-matriptase-N164Q/S195A），并已解析出β-matriptase-N164Q/S195A单体的1.48埃晶体结构。利用果蝇S2细胞，我们表达并纯化出了截短的HAI-1蛋白:HAI-1 NIK1L。在制备matriptase与HAI-1的复合物时，HAI-1 NIK1L发生了降解，最后我们得到了三套β-matriptase: KD1的复合物晶体结构数据。通过结构测定与分析，我们阐明了HAI-1 KD1结构域抑制matriptase的机制。同时我们发现，HAI-1 KD1的P3位Arg的构象和之前预测的结果不一样，而且β-matriptase的60-loop具有一定的柔顺性。通过比对HAI-1的KD1和KD2结构域，我们推测了matriptase结合KD1结构域，而不结合KD2的原因。 在前期研究的基础上，我们又对matriptase与HAI-1做了进一步的研究。 (1)、通过两步筛选法，利用果蝇S2细胞，表达并纯化出另外两种截短的HAI-1蛋白:HAI-1 NIK1LK2和HAI-1 IK1L。利用KD1亲和柱纯化出不含降解HAI-1蛋白酶的β-matriptase蛋白。现已得到β-matriptase分别与HAI-1 NIK1LK2、NIK1L、IK1L的复合物蛋白。同时，KD1亲和柱纯化的β-matriptase蛋白更容易长晶体。利用这种蛋白，我们又得到不同生长条件下的β-matriptase晶体，结构解析后发现这些晶体同为C222空间群，其空间堆积方式不利于小分子抑制剂的浸泡。我们将筛选不同的结晶条件，以获得适于小分子浸泡的晶体，用于小分子抑制剂的研究。 (2)、按照KD2 P1位点处的氨基酸序列，构建5种KD1突变体，研究β-matriptase特异性识别KD1的结构机制。目前已得到部分KD1突变体蛋白。 (3)、根据我们解析的β-matriptase:KD1复合物的晶体结构，构建4种KD1突变体，目的在于提高KD1对matriptase的结合力和特异性，以期获得matriptase的抑制剂。目前已经构建好相关突变体的表达载体。 (4)、有活性的matriptase具有细胞毒性，导致其自身表达水平低。我们构建了酶原形式的带有肠激酶酶切位点的β-matriptase-N164Q，以期提高β-matriptase-N164Q在毕赤氏酵母中的表达量。然而，我们并没有检测到这种β-matriptase在毕赤氏酵母中表达，推测可能是由于酶原形式的人源β-matriptase在酵母中容易被降解。 (5)、M69是一种鼠源抗体，能够特异性识别激活的matriptase，而不与酶原形式的matriptase结合。我们制备了β-matriptase与M69 Fab的复合物蛋白，并收集到一套晶体数据，结构正在解析中。此项工作为研究抗体M69特异性识别激活的matriptase的结构机制奠定基础。