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MRP1(ABCC1)是一种多药耐药ABC转运体蛋白,NBD1和NBD2两个核苷酸结合结构域与其结合和水解ATP密切相关,L0是MRP1N端的一个重要结构域。本论文以MRP1为研究对象,通过体外表达、纯化NBD和L0微区结构域并研究了两个NBD1和NBD2结构域的相互作用及其与MRP1酶活的关係;通过构建各种突变体研究了MRP1的L0微区、半胱氨酸残基对MRP1的细胞定位的影响,取得如下主要研究结果:
1、建立了研究MRP1结构和功能的完整的实验体系。包括MRP1的哺乳动物和昆虫细胞表达、鉴定系统,MRP1NBD和L0结构域的原核表达系统,MRP1在细胞水平转运calcein-AM活性的测活体系,在膜水平转运LTC4活性的测活体系。
2、体外表达、纯化了NBD1和NBD2,单独表达纯化的NBD1或NBD2没有可检测的ATPase活性。利用E.coli共表达系统、GSTpulldown等实验发现二者没有明显的相互作用。经过大量的NBD1-linker-NBD2融合蛋白的表达和纯化的筛选工作,发现NBD1(642-890)-GST-NBD2(1286-1531)和NBD1(642-871)-Hingel-NBD2(1286-1531)这两种融合蛋白有明显的ATPase活性,其中NBD1(642-890)-GST-NBD2(1286-1531)的活性较高,ATPase活性为4.6±0.2nmolPi/mg/min,Vmax为12.36nmol/mg/min,Km为2.17mM,与纯化并重组到脂质体上的完整MRP1的活性相近。而用同样的方法表达并纯化的NBD1-GST-NBD1却没有可检测的ATPase活性。而且NBD1(642-890)-GST-NBD2(1286-1531)的K684L和K1333L突变体的活性也较野生型者降低。用Prescission蛋白酶从GST-NBD2间切开NBD1(642-890)-GST-NBD2(1286-1531),其活性也有所降低。这些结果说明,我们在体外表达并纯化的NBD1(642-890)-GST-NBD2(1286-1531)确具有ATPase活性,当然,两个NBD相互作用的方式可能与在完整的MRP1蛋白中的方式不尽完全相似。
3、单独表达和纯化的L0微区和PA与鞘磷脂有选择性的相互作用。删除了L0微区(204-281)的MRP1在哺乳动物细胞中不能定位到质膜上。L0微区6个保守残基的突变中,Y232F突变体不能在哺乳动物细胞中表达。
4、突变了MRP1中所有的半胱氨酸残基(Cys-less)的突变体在哺乳动物细胞中不能定位到质膜上。MRP1的12个半胱氨酸残基的单点突变中,C730A突变导致MRP1不能在哺乳动物细胞中表达,C682A,C744A,C1439A等突变对MRP1的质膜定位有一定影响。