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摘要蛋白质是调控生命活动的关键因子。通过对蛋白质生物化学及生物物理学性质的研究，不仅能够解释各种生命现象，还能够创造用于细胞生物学研究的工具。<br>　　由于单体的荧光蛋白在用于动物细胞标记成像时，能够对目标蛋白产生更小的干扰。因此，本研究首先通过对衍生于蓝细菌藻胆蛋白的北斗荧光蛋白1.8(BDFP1.8)进行定点PCR,破坏BDFP1.8的二聚化界面，获得了单体的近红外荧光蛋白(Near-infrared fluorescent protein,简称 NIR FPs)BDFP1.9。此外，串联融合蛋白可以在蛋白质内部形成二聚化界面，从而避免与其他蛋白寡聚化。因此，本研究接下来还通过构建串联融合蛋白的方式获得了单体化的BDFP1.8∷1.8。分子排阻色谱和有组织的光滑内质网(Organized smooth endoplasmic reticulum,简称 OSER)分析结果表明 BDFP1.9 和 BDFP1.8∷1.8 在体外和哺乳动物细胞内都是单体荧光蛋白。通过在HEK 293T细胞中表达不同的近红外荧光蛋白并比较它们的有效亮度，结果表明BDFP1.8∷1.8要比BDFP1.8亮1.8倍，而BDFP1.9在动物细胞中的亮度要比BDFP1.8暗3.9倍。此外，本研究还表明BDFP1.9有较强的酸稳定性、热稳定性、盐酸胍稳定性以及光稳定性。这进一步拓展了 BDFP1.9的成像应用。<br>　　实验室的董亮亮博士在之前的研究中已经发现Slr0280的N端缺失突变体Slr0280△能够在低温下形成凝聚物。因此，本研究希望构建Slr0280△与BDFPs的融合蛋白，通过在低温下Slr0280△的凝集触发BDFPs之间的荧光共振能量转移(FRET),以此来构建人工捕光复合物。为了更好的将其应用于捕光复合物的研究，我们首先对Slr0280△的凝集进行了研究。研究结果表明Slr0280属于磷酸二酯糖苷酶家族蛋白，并含有一段低复杂度序列(Low complexity region，简称LCR)且它在低温下的凝集属于液液相分离(Liquid-liquid phase separation，简称LLPS)。通过测定Slr0280△在不同盐浓度以及不同pH值缓冲溶液中的相分离程度，结果表明静电相互作用影响了 Slr0280△的LLPS。此外，位于LCR上的保守氨基酸(第531位精氨酸)对于Slr0280△的LLPS以及稳定性具有重要的调控作用。当该位点突变为酸性氨基酸后，Slr0280△的LLPS会转变为蛋白质聚集。本研究结果表明蛋白质表面电荷分布的改变，可以影响蛋白质之间的静电相互作用力，降低蛋白质的稳定性，从而将LLPS转变为蛋白质聚集。<br>　　最后，本研究通过构建Slr0280△与不同光谱的BDFPs的串联融合蛋白，在此基础上，构建人工捕光复合物。可研究结果表明，由LLPS触发的FRET的天线效应只有1.2左右。这可能是由于LLPS不能使供体与受体按照一定的规则排列，从而导致了供体的荧光淬灭。