利用生物信息学、分子生物学和细胞生物学等技术手段,对目前已知的最原始、简单的单细胞真核生物贾第虫(Giardia lamblia)的蛋白质定位信号系统(先以线粒体定位信号、核定位信号、核输出信号和核仁定位信号为代表)进行蛋白质定位信号序列、协助定位的蛋白因子和信号序列在细胞内的定位功能分析等方面的研究,并与高等真核生物的相应信号系统进行比较分析。旨在认识这一原始真核生物的蛋白质定位信号系统的特点和
真核细胞的蛋白定位是一个十分复杂的过程,不仅需蛋白质本身的定位信号,还需膜上的结合蛋白、转运蛋白,甚至胞质中的分子伴侣等的协助。本项目旨在从起源进化的角度,以极为原始的真核生物贾第虫为对象,通过主要研究其线粒体和核仁蛋白定位信号系统并与高等生物的相比较来探讨真核生物蛋白质定位信号系统的起源进化,并促进对高等生物中这一复杂系统的理解。本项目首先利用生物信息学的方法确定出了贾第虫中对应于高等真核生物的定位于线粒体、核仁的许多同源蛋白,以及位于膜和胞质中的蛋白质转运途径的蛋白成分。并与已知高等真核生物的相应成分进行比较、分析。在此基础上,选择了部分具代表性的信号序列的蛋白进行细胞内的定位实验。结果表明1)贾第虫的许多核或核仁蛋白具有真核生物的典型核定位信号序列;2)贾第虫已具有Sec和ABC两个转运蛋白途径,但与高等真核生物相比其组成成员要相对简单;3)贾第虫的类线粒体结构―mitosome缺乏保守的Oxa转运蛋白酶;4)在高等真核细胞中一些定位到线粒体的蛋白(如PSD)在贾第虫中可能定位于胞质中(的内质网)。这些结果表明真核细胞的蛋白质定位系统起源很早,贾第虫的该系统具有一些独特特点。