中国静脉血栓人群常见PROC基因突变导致抗凝蛋白C活性降低的分子机制研究

The morbidity of venous thrombosis(VT) increases quickly,which threatens human being's health greatly.The detailed molecular mechanism remains unknown.Defiency of Protein C (PC) in the anti-coagulation system is an independent risk factor for VT.Two prevalent mutations in the PC gene were identified in the Chinese population with VT according to our previous work.The mutant protein sequence analysis would be performed by computered homology modeling as well as protein structure analysis.The protein function changes would be analyzed by exogenous recombinant DNA transfected in cultured cell lines and mutation-based animal model.The molecular mechanism of mutant protein C causing venous thrombosis would be demonstrated from molecular,cell to animal level.The systematic research for coagulation function change of PC deficiency caused by mutations would provide new laboratory evidence to establish strategy basis on early diagosis and prevention for VT.

静脉血栓形成（venous thrombosis,VT）发病率逐年增高，是心脑血管疾病的病理基础之一，人群健康危害极大，其发病机制不完全清楚。抗凝系统中蛋白C（PC）缺乏是VT发生的独立危险因素。本课题组前期的研究发现中国VT患者人群中2种优势基因突变导致PC缺乏易引起VT发生。本项目将进一步以突变蛋白C为研究对象，运用同源模建方法模拟分析突变蛋白的结构和空间构象改变，通过基因转染表达方法研究蛋白表达调控和分子功能的异常，同时通过基因突变动物模型来研究突变蛋白与机体凝血系统中其它分子的相互作用。最终将从分子、细胞、活体动物水平论证该突变对相应蛋白质功能和机体凝血-抗凝系统平衡的影响，从而阐明VT人群中这2种PC优势基因突变导致的静脉血栓发生的分子病理机制，为临床血栓形成的早期诊断、早期干预以及新药靶点的发现提供依据。

两种R147W和K150del突变型PC已被证明会增加中国人群VTE的风险。这些突变对PC静态结构和功能的影响已被广泛研究，但对PC的结构动力学影响尚不清楚。本研究首次通过分子动力学模拟研究了R147W和K150del突变体的结构动态变化，包括RMSD、RMSF、Rg、SASA、ASA-HYD和ASA-HPH、二级结构和EPS：突变引起的构象转变降低了Rg值，证实R147W和K150del突变体的紧密度增加，推测R147W和K150del突变可能会破坏PC与其辅助因子或底物的结合；R147W和K150del突变体的SASA值较低，说明R147W和K150del突变可能不利于PC在溶液中的构象状态，可能会干扰PC对FVa和FVIIIa的灭活活性；R147W和K150del突变降低了PC表面的正静性，可能影响PC的理化性质及其与辅助因子的结合，从而解除对下游信号的级联调控；进一步通过基因重组PC突变蛋白在细胞中的表达，在细胞水平验证突变PC蛋白的分泌和功能与野生型PC对比的变化情况，初步阐明PC 蛋白Arg189Trp、Lys192del变异引起PC缺乏症的分子机制；通过对Arg189Trp、Lys192del变异引起PC蛋白结构与功能变化的研究，建立从同源模建理论预测到实验论证的技术平台。