随着学科的发展,特别是分子生物学与结构生物学的迅速发展蛋白质结构与功能的涵义更广泛更深入。蛋白质的结构不仅仅是指蛋白质氨基酸序列的一级结构,更重要的是它的精细的高级晶体结构,也应包括蛋白质结构信息赖以储存的基因结构及其基因组DNA序列。蛋白质功能也不仅仅指它的表观生物活性,重要的是要阐明其功能机理,也要阐明蛋白质中各不同结构域的功能活性部位,以及它们如何识别其相应的配基,它们之间又如何相互作用,以及信息传导等各种机理。蛋白酶与蛋白酶抑制剂广泛存在于自然界,它们共同参与体内各种重要生理体系,相互抑制,处于动态平衡,如血液凝固,血纤维溶解,补体激活,精卵融合,肿瘤的浸润转移,细胞的分化与凋亡,大分子蛋白质的组装,病毒的感染等。一旦有关的抑制剂有缺陷,平衡破坏,会引起各种疾病。我们研究蛋白酶结构与功能所选择的对象是植物中三种不同类型的蛋白酶抑制剂,由于它们的分子量较小,是研究蛋白酶结构与功能的理想对象。它们的蛋白质基因序列较容易测定,并可利用蛋白酶限制性降解,多肽形成,基因表达及突变等技术研究抑制剂的结构域,活性中心以及结构与功能的关系。从蛋白质序列的一级结构蛋白质的晶体结构,从基因克隆,表达到蛋白质工程,多层次地对上述抑制剂进行综合研究这在理论上有重要意义。在植物的种子和块茎中富含各种蛋白酶抑制剂,20世纪80年代中报道,植物蛋白酶抑制剂具有抗虫的效果。国外将豇豆胰蛋白酶抑制剂(与我们研究的绿豆胰蛋白酶抑制剂极类似)的基因转至烟草或马铃薯所得到的转基因植物,具有明显的抗虫害,从而开辟了植物蛋白酶抑制剂应用的广阔前景,受到国际上高度重视。该研究所发现的双头多功能慈菇蛋白酶抑制剂,属于新类型的抑制剂,它对各种蛋白酶的抑制谱广,抑制活性高(具有两个活性中心),在理论上较其他前已知的抑制剂应具有更好的抗虫的效果。
