铀酰离子介导细胞色素b5-细胞色素c相互作用及诱导细胞凋亡研究

重金属元素铀在生理条件下以铀酰离子（UO22+）形式最稳定，其生物学毒性在于铀酰离子能与生物体内蛋白质分子形成稳定的复合物而破坏蛋白质的正常功能。目前，有关铀酰离子对蛋白质特别是膜蛋白结构与功能的影响，以及对蛋白质-蛋白质相互作用的影响及其生物学效应，仍缺乏深入认识。本项目选择性质优越的膜蛋白细胞色素b5和与其相互作用蛋白细胞色素c作为研究对象，通过基因工程、蛋白质工程、化学生物学以及分子生物学等实验技术，结合计算机分子模拟，在分子及原子水平研究铀酰离子介导细胞色素b5-细胞色素c相互作用以及诱导单核细胞THP-1细胞凋亡过程的分子机制。对于铀酰离子介导细胞凋亡过程有关蛋白质分子之间的相互作用，尚未见相关文献报道，属于生物无机化学领域值得深入研究的方向。本项目的实施，在为铀酰离子的生物学毒性阐明分子机制的同时，也为研究其它有毒重金属离子的生物学行为提供一定的借鉴。

铀矿资源的开采和利用给生态环境和人类健康带来了一定的负面影响。重金属元素铀，特别是其稳定存在的铀酰离子（UO22+），除放射性损伤效应外，具有高生物学毒性，这主要是由于UO22+与生物体内蛋白质或核酸分子形成稳定的复合物，进而破坏这些大分子的正常生物功能。目前，有关UO22+对蛋白质特别是膜蛋白结构与功能的影响，以及对蛋白质-蛋白质相互作用的影响及其生物学效应，仍缺乏深入认识。本项目选择性质优越的膜蛋白细胞色素b5（Cyt b5）作为研究对象，通过基因工程、蛋白质工程、化学生物学以及分子生物学等实验技术，结合计算机分子模拟，在分子及原子水平研究了UO22+介导Cyt b5与细胞色素c（Cyt c）间的相互作用，以及诱导正常大鼠肝细胞BRL细胞凋亡过程的分子机制。本项目按照项目计划书进行了项目研究，获得了预期的研究成果。此外，项目还进行了一些拓展研究，包括研究UO22+与生物膜和膜内蛋白分子间的相互作用，以及Cyt b5的结构与功能关系等。本项目在阐明UO22+生物学毒性分子机制的同时，也为研究其它有毒重金属离子的生物学行为提供一定的科学借鉴意义。本项目累计在SCI收录期刊上发表相关学术论文14篇，此外还有1篇已被《核技术（英文版）》接受发表。