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通过氨基酸定点突变提高蛋白稳定性是一个已被证明可行的方法。本论文使用软件RosettaDesign有目的的对于光系统Ⅱ捕光色素蛋白复合体(LHCⅡb)设计了定点突变,初步地在LHCⅡb这一光合膜蛋白上进行了氨基酸对蛋白质结构与结构稳定性影响的研究。根据前人的研究经验同时结合氨基酸残基的物理化学性质及残基之间的位置组合考虑,筛选出下面四个比较重要的位点:位于螺旋C边缘(囊腔侧)的I124、位于螺旋B边缘(囊腔侧)的L84、位于螺旋A内部(囊腔侧)的G193、位于螺旋C内部的L134,对他们进行了定点突变。其中I124分别突变为F(苯丙氨酸)、G(甘氨酸)、L(亮氨酸)、V(缬氨酸)和Y(酪氨酸);L84突变为A(丙氨酸);G193突变为A(丙氨酸);L134则分别突变为I(异亮氨酸)和A(丙氨酸)。使用体外表达系统大量表达和提纯了不同LHCⅡb的脱辅基蛋白,使之与从植物类囊体提取的总色素应用去垢剂交换法进行重组,然后利用蔗糖密度梯度超速离心纯化重组后的复合体,分别得到单体和三聚体。为了研究不同的突变对LHCⅡb复合体结构的影响,我们测定以下相关指标:非变性电泳、光谱性质和LHCⅡb复合体的热稳定性。结果如下:
(1)位于螺旋C边缘的124位对大的疏水性残基的选择是特异性。
(2)抵御光漂白能力的强弱与蛋白质的稳定性没有必然的联系。
(3)位于螺旋C内部的134位的亮氨酸与新黄质关系比较特殊,由于新黄质对于清除单线态氧十分有效,因此该位点的研究将有助于揭示新黄质对于抵御光漂白能力的机理。
(4)特殊位点的氨基酸对蛋白质的稳定性有重要意义,通常这些位点对氨基酸性质的选择也是特异性的,这将为以后寻找稳定的突变位点提供指导。