牙釉蛋白功能状态下的高分辨率结构

Amelogenin plays a key role in regulation of enamel formation. Amelogenin is an intrinsic disordered protein that does not adopt a specific structure in solution.However, it adopts certain conformations upon binding to enamel. Amelogenin is a group of proteins of different length. During the development of enamel, the length of amelogenin protein decreases, suggesting a regulation role. So far there is no high-resolution structure reported in its functional form. In this research, solid-state NMR techniques will be applied to study the structure of amelogenin with different lengths. The sample preparation will be optimized. The study will start with the smallest amelogenin. The high-resolution NMR structure obtained in this research will be helpful for us to understand the function of amelogenin in enamel formation. The research will also help us to develop a set of solid-state NMR tools to study similar surface binding proteins.

牙釉蛋白在牙釉质形成中起到了关键作用，了解其作用机制有利于人工牙釉的合成。.牙釉蛋白在溶液状态下属于一种没有固定结构的蛋白，但会和牙釉材料表面结合。.结合后的蛋白会有一定的结构。牙釉蛋白的序列具有多样性，在牙釉形成过程中牙.釉蛋白的组分会有变化。由于牙釉蛋白的复杂多样性，同时缺乏合适的研究手段，.人们目前为止还没有功能状态下牙釉蛋白的高分辨率结构。本研究拟用固态核磁.方法，结合优化的样品制备方法，解析不同牙釉蛋白在和牙釉固体材料结合状态.下的结构。实验将从小的牙釉蛋白入手，由简入繁的逐步深入研究。本课题的最.终目标是获得多个牙釉蛋白高分辨率结构，了解不同牙釉蛋白结构的差异，从而.理解牙釉蛋白调控牙釉形成的机制。通过本课题的研究，我们有希望获得一套固.态核磁解析此类吸附蛋白结构的方法，为其它的类似的研究打下基础。

本课题研究在生物矿化牙釉质形成过程中含量最多的蛋白——牙釉蛋白，及其对牙釉质形成的调控机制。人们普遍认为牙釉蛋白的多聚结构是牙釉质形成的模板。我们利用固态核磁研究了在近生理状态（pH6）下牙釉蛋白的多聚态结构，证实了淀粉样蛋白结构的存在；这种状态对磷酸钙的晶体结构也有调控作用。我们也对牙釉蛋白在pH 6和7.4条件下的结构做了比较，了解其差异。牙釉蛋白序列保守，其N端和C端的在和磷酸钙结合时起了关键作用。我们发现的淀粉样结构片段也在蛋白N端。本研究也注重比较了蛋白不同片段在两种pH条件下聚合状态和功能的变化。生物体的成骨钙化是一个较长的过程，涉及磷酸钙晶型的逐渐转变，本课题也试图在体外环境下在牙釉蛋白存在条件下，表征磷酸钙晶型随时间的变化。本课题综合固态核磁，电镜，原子力显微镜和晶体粉末衍射，试图多角度了解体外牙釉蛋白对磷酸钙的晶型调控，为人工骨骼牙釉材料设计和骨骼牙釉临床医疗提供基础理论知识。