疟原虫是由雌性按蚊传播的一种顶复门寄生原虫,在全球范围内引起疟疾。恶性疟原虫广泛流行于西非和撒哈拉以南的非洲不发达国家,是疟原虫中致病率和致死率最高的,疟疾的致死率在发达国家也可达到1%。患者Genetics research体温反复升高,伴有贫血、脑水肿、呼吸困难等其他症状,严重时会死亡,极大危害公共安全。疟原虫入侵宿主细胞的过程迅速且复杂,包括黏附宿主细胞、构建移动连接、形成纳虫空泡等过程,其中表面抗原、微线体蛋白和棒状体蛋白等与入侵有关的蛋白质发挥了重要作用。研究表明糖胺聚糖(如硫化肝素/肝素)分布于人体各种细胞表面,且可以与包括疟原虫肝素结合蛋白在内的入侵相关蛋白发生一系列反应。疟原虫的肝素结合蛋白质在入侵过程中不仅结合糖胺聚糖还会与红细胞膜蛋白相互作用,具体的作用机制尚不完全明确,但是疟原虫丝氨酸重复抗原(SERA)及棒状体颈部蛋白(RON)家族的部分蛋白(Pf SERA5与Pf RON3)已经被证实具有肝素结合能力且介导虫体入侵宿主细胞。本课题通过生物信息学分析发现恶性疟原虫Pf SERA1、Pf SERA2、Pf SERA3、Pf SERA4及夏氏疟原虫的Pch SERA3、Pch RON3与Pf SERA5、Pf RON3含有相似氨基酸结构,因此,本研究对恶性疟原虫及夏氏疟原虫的这六种蛋白质的肝素结合能力及作用机制进行了初步研究。首先设计了PfSERA1、PfSERA2、PfSERA3、Pf SERA4、Pch SERA3和Pch RON3核苷酸序列的特异性引物以扩增目的基因。将六个基因片段与p GEX-4T-1表达载体连接后转入表达感受态细胞E.coli BL21(DE3),诱导表达并纯化GST标签重组蛋白质。重组蛋白质用于肝素结合试验、肝素竞争抑制试验,结果证明六个重组蛋白质均能特异性结合肝素;通过红细胞黏附试验发现六种蛋白质均与红细胞结合。最后通过模拟计算预测肝素结合蛋白质分别与肝素和红细胞膜蛋白之间的作用机MRTX849制,包括作用方式和作用位点等。通过Megadock 4.0对六种蛋白质与肝素进行分子对接,发现Pf SERA1与肝素间形成16个氢键,Pf SERA2与肝素间形成14个氢键,Pf SERA3与肝素间形成22个氢键,Pf SERA4与肝素间形成12个氢键,Pch SERA3与肝素间形成17个氢键,Pch RON3与肝素间形成18个氢键;通过Megadock 4.0进行人红细胞膜蛋白与恶性疟原虫四个蛋白质的虚拟筛选,发现Pf SERA1潜在的红BYL719浓度细胞结合靶点为ENT1、ENBT1、AP2B1;Pf SERA2潜在的红细胞结合靶点为RHCE、ABCB6、ENBT1;Pf SERA3潜在的红细胞结合靶点为ENT1、SLC2A1、ENBT1;Pf SERA4潜在的红细胞结合靶点为ENT1、ABCB6、ENBT1。以上试验为肝素结合蛋白质的深入研究奠定了基础。