作为钙代谢的产物,珍珠和贝壳的形成机理一直是人们研究的热点。为进一步揭示贝类生物矿化机理,本研究以目前我国用于生产海水珍珠的主要贝类合浦珠母贝为研究材料,以本实验室已克隆出的新蛋白钙调素类似蛋白(calmodulin-like protein,CaLP)为研究对象,对CaLP在细胞水平上的功能进行了进一步的研究,并将其与本实验室已克隆出来的另一钙代谢相关蛋白钙调素(calmodulin,CaM)进行了比较。在对切壳修复这一特殊的生物矿化过程的研究中发现CaLP积极参与了新生贝壳的形成;在前成骨细胞MC3T3-E1向成骨细胞分化的过程中,CaLP能够促进成骨细胞的分化和矿化过程。通过构建CaLP的缺失突变体证明CaLP末端的12个氨基酸在这个过程中发挥了重要作用。通过对体外培养的珍珠贝外套膜上皮细胞核质分离后进行的Western blot分析和免疫电镜研究发现,CaM和CaLP的亚细胞定位是截然不同的:CaM分布于外套膜上皮细胞的细胞核与细胞质中,而CaLP却仅分布于外套膜上皮细胞的细胞质中。对野生型CaLP及CaLP各种突变体的研究表明:CaLP末端12个氨基酸残基与C端的球形结构域共同保证了CaLP被隔离在细胞质中而不入核。为进一步研究CaLP各个结构域在蛋白相互作用中的功能,选取了细胞周期负调控蛋白p21作为与CaLP相互作用的对象,细胞中共表达CaLP与p21后免疫共沉淀实验证明:来源于合浦珠母贝的CaLP能够与p21相互作用,且CaLP的C端球形区域保证了CaLP与p21的相互作用。激光共聚焦实验还发现当p21过表达时能够引起CaLP从细胞质向细胞核的转移,通过生物信息学方法,免疫共沉淀实验和流式细胞分析表明,CaLP的139位酪氨酸残基存在着较高的磷酸化潜力且在CaLP的核质穿梭和蛋白相互作用中起到了重要的作用。对定位于不同部位的CaLP的磷酸化状态的分析表明:当在细胞中单独表达CaLP时,它以磷酸化形式存在,且磷酸化的位点发生在Y139上,CaLP因此定位于细胞质中;当共表达CaLP与p21时,p21的过表达引起CaLP发生去磷酸化,CaLP由细胞质穿梭入细胞核并与p21发生直接相互作用。