聚谷酸化酶属于类微管蛋白酪氨酸连接酶（TTLL）家族,其在底物氨基酸序列上的谷氨酸上加上一个或者多个谷氨酸形成侧链。TTLL1,2,4,5,6,7,9,11,13是多聚谷氨酸化的修饰酶及其6个去修饰酶——胞质羧肽酶（CCP）家族。其中TTLL4在细胞中具有广泛的底物,例如微管蛋白,NAP1,NAP2,SET。目前,TTLL4酶的特性还很少被表征。因此,本课题在细菌中过度表达TTLL4,并研究了TTLL4的特性。结果表明TTLL4在中性p H的缓冲溶液和低浓度盐中具有最高的活性。另一方面,TTLL4先前鉴定出优先修饰成年鼠脑和HEK细胞中的β-微管蛋白。我们验证了在HEK细胞中,TTLL4优先修饰β-微管蛋白。但是在新生鼠脑（NB）中却优先修饰α-微管蛋白。之后以不同年龄段小鼠鼠脑的微管蛋白为底物,新生鼠脑中优先修饰α-微管蛋白,但是在成年鼠脑中TTLL4优先修饰β-微管蛋白,这是因为成年鼠脑中的α-微管蛋白的修饰已经饱和,转而修饰β-微管蛋白。随着小鼠年龄的增长,鼠脑微管蛋白上的谷氨酸化的总水平也在增加。我们合成了两种序列是分别来自于去酪氨酸的α1和β2微管蛋白的C端的多肽,并使用孔雀绿方法验证了TTLL4对多肽具有活性。利用质谱揭示了多肽上的多聚谷氨酸化修饰位点。多聚谷氨酸化不平衡会引起神经变性,视网膜变性等其他疾病。因此,开发TTLL家族的抑制剂可能治疗由高谷氨酸化所引起疾病。我们利用蛋白免疫印迹的方法筛选了12个化合物,其中十个化合物是从中草药中提取出来的,MK5108和WL11是由TTLL7筛选出来的。蛋白免疫印迹的结果显示WL11和天然产物提取的WL3和WL4有较好的抑制效果。0.5 m M的WL3、WL4、WL11可以将TTLL4活性降低到17%,4%,3%。这表明WL11、WL3和WL4有可能成为TTLL4-C639的抑制剂。另外我们想要通过计算机辅助药物设计筛选TTLL4抑制剂。首先基于已知结构的TTLL6 TTLL4进行同源性建模并进行简单评价,结果显示模型需要进一步改进。我们为这些测试的化合物分别在ATP和微管蛋白结合口袋设置了盒子并进行对计算。CADD结果表明,对于微管蛋白结合口袋,最低的结合能抑制剂是WL2。而对于ATP结合口袋,最低的结合能是WL8,但这与蛋白质印迹结果并不一致,这表明WL11、WL3和WL4可能在docking的过程中不是与这两个口袋相互作用。