背景与目的:先天性白内障是全球儿童可治疗性盲的主要疾病之一。目前最好的治疗方式是手术治疗,但手术治疗具有一定的适应症和并发症。研究晶状体蛋白致病突变的致病机制对寻找新的先天性白内障非手术治疗方式有指导意义。故本研究选取已报道的γS-晶状体蛋白S39C突变,探究其对蛋白质结构和性质的影响,阐明其致病机制。研究方法:通过构建γS-晶状体蛋白野生型和突变体原核质粒,转入大肠杆菌Rosetta菌株诱导蛋白大量表达并纯化蛋白。运用荧光光谱,圆二色光谱,拉曼光谱等生物物理学方法探究S39C突变对蛋白结构的影响,并探究突变对蛋白的热稳定性,盐酸胍稳定性,应对紫外辐射以及氧化应激的稳定性的影响。分子动力学模拟γS-晶状体蛋白野生型和突变体的二聚体结构,分析S39C突变对γS-晶状体蛋白二硫键连接的二聚体结构的影响。研究结果:内外源性荧光、圆二色光谱和拉曼光谱结果提示S39C突变未明显改变γS-晶状体蛋白的二级和三级结构。溶解度实验显示S39C突变降低了蛋白的溶解度。从蛋白稳定性实验的结果中可以发现,S39C突变显著降低了蛋白热稳定性、盐酸胍稳定性、紫外胁迫稳定性和氧化应激稳定性。在氧化条件下,突变体蛋白结构变疏松,疏水区增加,不能与野生型蛋白一样形成二硫键连接的二聚体。S39C突变提高了蛋白对氧化应激的敏感性,使得突变蛋白在氧化条件下更容易聚集沉淀。分子动力学模拟实验结果表明S39C突变改变了γS-晶状体蛋白亚基之间的空间相互作用,并阻止了二硫键连接的二聚体的形成。研究结论:S39C突变破坏了γS-晶状体蛋白的二硫键连接的二聚体结构,降低了突变体蛋白溶解度和应对环境应激的稳定性,提高了蛋白对氧化应激的敏感性,使突变体蛋白更容易聚集沉淀从而导致先天性白内障的发生。