研究目的:先天性白内障是造成儿童视力损害的主要原因之一,其中有约四分之一的患者发病与遗传相关。晶状体蛋白是晶状体最主要的结构蛋白,比重大约占晶状体中水溶性蛋白的90%,其中γS-晶状体蛋白又是重要的晶状体结构蛋白之一,对长期维持晶状体的屈光性和透明性有着重要作用。研究先天性白内障发生的具体机制有助于从根源上透彻了解相关突变基因的具体功能和致病途径,从而使得从基因或者蛋白质层面彻底预防先天性白内障的发生成为可能。目前关于γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的报道相对较少,对γS-晶状体蛋白致先天性白内障的具体机制研究也不够深入,所以本研究选取浙二眼科中心最近发现的两个已报道的γS-晶状体蛋白突变(G75V和G18D),研究突变对γS-晶状体蛋白结构和稳定性的影响,从而更加深入了解γS-晶状体蛋白突变致先天性白内障的具体分子机制。研究方法:通过聚合酶链反应技术和定点突变技术构建.γS-晶状体蛋白野生型和突变体的原核表达质粒pET-28a,转化至Rosetta大肠杆菌中大量诱导表达野生型及突变体蛋白并纯化;利用生物物理学方法,如圆二色光谱、荧光光谱等技术研究突变对蛋白质结构和稳定性的影响。同时构建γS-晶状体蛋白野生型和突变体的真核表达质粒pEGFP-N1,转染至人胚肾上皮细胞Hek293T中进行过表达,在共聚焦激光显微镜下观察融合蛋白在细胞内的定位。研究结果:体外蛋白实验发现两个突变均降低了 γS-晶状体蛋白的稳定性,在高温或者高浓度盐酸胍环境下会促进蛋白的聚集。但是两个蛋白对γS-晶状体蛋白结构的影响不同:G75V突变一定程度上改变了γS-晶状体蛋白的二级结构和三级结构,明显增加了蛋白的疏水面积,但在细胞实验中未引起细胞内的蛋白积聚;而G18D突变体并没有明显改变γS-晶状体蛋白的二级结构或者三级结构,却引起了细胞内的蛋白聚集。研究结论:我们目前的研究表明G75V突变体改变了蛋白的二级和三级结构,并显著增加了蛋白的疏水面积,同时确定了野生型γS-野生型晶状体蛋白的高稳定性,发现G75V和G18D突变体蛋白在热变性以及胍变性下出现稳定性的下降可能是先天性白内障发生的主要原因。这两个突变家系先证者表型主要为皮质型白内障,呈渐进性,突变患者白内障在外界环境的压力下出现逐渐加重的趋势,与实验结果相符。