中文摘要：

内容主要利用溶液二维核磁共振(NMR)方法，观察鼠脑红蛋白突变体与配体氰根在溶液中的结合，通过蛋白与配体特异性结合后NMR性质的改变，研究蛋白与小分子结合后蛋白结构活性部位的变化；并通过理论计算与结构模拟，探究脑红蛋白突变体对蛋白生物功能的影响。意义脑红蛋白是二零零零年报道发现的一个属于血红蛋白和肌红蛋白家族的新成员，体外及体内研究表明它保护神经元免受缺氧的损伤，因而可能成为治疗脑卒中的新靶标。它可以可逆地与氧结合，与血红蛋白仅有20%的序列等同性。多维NMR方法通过观察顺磁体系的鼠脑红蛋白螯合铁卟啉及卟啉环周围蛋白自身氨基酸残基的NMR信号，了解血红素与配体的结合性质；通过比较突变前后的蛋白NMR溶液结构，寻求特异氨基酸与配体形成的氢键网络，探求在动物体中该蛋白基因病变表达对人体脑细胞吸氧的影响。

结论摘要：

脑红蛋白是近年报道发现的一个属于血红蛋白和肌红蛋白家族的新成员，体外及体内研究表明它保护神经元免受缺氧的损伤，因而可能成为治疗脑卒中的新靶标。它可以可逆地与氧结合，与血红蛋白仅有20%的序列等同性。研究配体与脑红蛋白突变体复合物的结构信息，对阐明蛋白的生物功能具有重要的作用。本项目的执行过程中，建立并完善了本课题组多维核磁共振解析、结构优化、以及核磁弛豫速率等研究方法；应用溶液二维核磁共振(NMR)手段，观察鼠脑红蛋白突变体与配体氰根在溶液中的结合主要对脑红蛋白的五个突变体进行了筛选，并对其中H64Q/V68F 和F106L 这两个突变蛋白与配体氰根的结合动力学与活性部位构象进行了深入研究。通过多维NMR方法观察顺磁体系的鼠脑红蛋白螯合铁卟啉及卟啉环周围蛋白自身氨基酸残基的NMR信号，了解血红素与配体的结合性质；通过比较突变前后的蛋白NMR溶液结构，获得了特异氨基酸与配体形成的氢键网络；并通过理论计算与结构模拟，阐明了活性部位特异氨基酸对脑红蛋白生物功能的影响。本项目按照研究计划顺利完成，研究成果包括已发表的科研论文五篇，会议论文三篇，以及二篇投稿的论文，达到了预期的目标。