金属硫蛋白的分子伴侣功能及其作用机制的研究

金属硫蛋白（Metallothioneins，MTs）的主要功能是参与胞内的金属代谢和保护细胞免受氧化损伤。本项目拟探索MTs可能具有的新功能，即分子伴侣活性。拟在胞内研究MTs与它的靶蛋白的相互作用和聚集的性质，在体外研究MTs对酶复性过程中的活力影响以及蛋白质聚集的作用，分析MTs与目标蛋白形成的复合物、MTs的寡聚化形式等。从这一角度阐明MTs在神经退行性等疾病中的分子作用机制。此外，已知MT3与Hsp90和Hsp70形成复合物，本项目拟探索MT3在这个复合物中所扮演的角色，即直接发挥分子伴侣功能，还是作为一个协同分子，并阐明其作用机制。我们的初步研究表明MTs对肌酸激酶（CK）有分子伴侣的功能，并将研究其靶蛋白的广泛性。本项研究工作对阐明MTs的新功能以及蛋白质聚集与相关疾病的关系具有重要意义。

细胞内的氮氧化物会导致重要的生理和病理影响。肌酸激酶在细胞内能量代谢中发挥重要作用，也是氧化应激和硝酸基应激的主要靶标之一。在这项研究中，我们通过细胞内和细胞外实验研究了肌酸激酶与金属硫蛋白的相互作用。在细胞外或者在hMT2A过表达的H9c2细胞，hMT3敲低的U-87细胞中，金属硫蛋白可以保护胞浆内的肌酸激酶免受低浓度PN或NO导致的失活。在高浓度的PN作用下，CK形成颗粒状结构，而且金属硫蛋白和这些颗粒状聚集体在细胞内有很好的共定位。进一步的分析表明包含CK聚集体的细胞数量与MT的表达水平负相关。细胞外的实验表明MT可以有效防止CK在复性过程的聚集，暗示MT可能有分子伴侣的功能，可以协助CK复性。这项研究的发现为两个细胞内的系统提供了关联：CK调控的精确平衡的能量稳态系统和MT调控的氧化应激反应。