人类细胞周期蛋白cyclin A2是细胞周期蛋白家族中重要的一员,参与Gl/S期和G2/M期调控,在DNA复制、转录和肿瘤转化和发展过程中有非常重要的作用。cyclin A2在许多肿瘤中过表达,可以当作肿瘤的标记。其表达水平是肿瘤恶性程度,化疗敏感性和预后的指标,因此临床评价肿瘤病人cyclin A2的表达水平对肿瘤治疗和预后很重要。近年来许多研究表明,cyclin A2是癌症治疗的靶分子,但是cyclinA2在无伴侣结合情况下很不稳定,这使得进行cyclin A2与潜在药物分子作用研究难以深入。同时,基于目前文献的报道很难确定cyclin A2在细胞凋亡和分化中的作用。因此,本论文系统地评价和筛选人类cyclin A2可溶表达的最佳条件,生物物理表征了全长cyclin A2,开发了一系列基于肽-蛋白相互作用的cyclin A2的均相检测方法,确定RNA干扰抑制cyclin A2是否是慢性骨髓性白血病细胞治疗的有效策略以及直接研究了cyclin A2在K562细胞凋亡和分化的作用。主要结果如下:　　 1.系统地分析了温度、培养基、利福平和诱导方式对cyclin A2表达的影响,筛选出其可溶性表达的最佳条件,通过固定金属离子亲和层析,一步纯化该蛋白。并且证实了cyclin A2包含体含有β-amyloid类似的结构。该研究对蛋白质表达纯化有一定的普遍意义。　　 2.Cyclin A2的稳定性依赖于pH,离子强度和变性剂浓度。低浓度变性剂能稳定cyclin A2去折叠中间体,防止其相互聚集,使得该条件下cyclin A2较天然态更稳定。其化学变性符合可逆两态模型,而热变性可用Lumry-Eyring模型描述,即N←→I→D。通过系统的表征,筛选出cyclin A2的稳定溶液条件。由于cyclinA2很不稳定,该工作为深入研究cyclin A2与治疗剂如小分子化合物、多肽或核酸相互作用奠定了基础。　　 3.鉴于肽和蛋白相互作用不容易产生易检测的输出信号,目前基于肽和蛋白相互作用的非酶类蛋白检测方法很少。本论文利用一些无机纳米材料(金/银纳米粒子、碳纳米管和石墨烯氧化物),选择性地读出肽和蛋白结合事件。这些方法利用吸收光谱仪或荧光光谱仪能选择地检测nmol L-1的cyclin A2,且有高的信号/背景比值,其中基于石墨烯氧化物的cyclin A2检测的灵敏度较文献报道值高1200倍。这些方法具有普遍性,可以应用于其他非蛋白酶蛋白的检测,同时与高通量筛选兼容,可用于实验室监测蛋白-小分子作用和筛选治疗药物小分子。　　 4.功能化的单壁碳纳米管可与cyclin A2 siRNA形成复合物,介导cyclin A2 siRNA进入细胞,抑制cyclin A2的表达和细胞增殖,促进细胞凋亡,证实了cyclin A2是一个新型治疗靶点,为慢性骨髓性白血病治疗提供了一种可能的非化疗策略。鉴于目前日益严重的多药耐受性,该研究有非常重要的意义。　　 5.RNA干扰下调cyclin A2的表达,显著抑制了阿霉素引起的K562细胞生长抑制、凋亡和类红细胞分化,促进细胞向巨核细胞和单核-巨嗜细胞途径分化,证实了cyclin A2促细胞凋亡功能和参与细胞分化,该研究是首例调节单个基因表达水平改变K562细胞分化途径的报道。