胰岛素对糖尿病患者血糖浓度的控制具有至关重要的作用。研究表明,胰岛素通过与胰岛素受体或胰岛素样生长因子1受体结合,进而激活受体相应信号通路来调节细胞的新陈代谢。虽然这两个受体在20世纪70年代已经被发现,但关于它们与胰岛素结合的分子机制至今仍未阐明。同时,由于这两个受体都属于单次跨膜蛋白,蛋白自身又存在很大的结构柔性,所以很难从传统角度对它们开展结构生物学方面的研究。因而,本文基于单颗粒冷冻电镜技术对胰岛素受体与胰岛素样生长因子1受体结构进行了探究,主要研究内容如下:本研究首先构建并筛选了能够过量表达人源胰岛素受体与胰岛素样生长因子1受体的HEK293T稳定细胞系,进而在体外获得了全长受体蛋白。同时,Western blot实验结果显示纯化获得的两受体蛋白均具有自身磷酸化的生理活性,所以可以作为单颗粒冷冻电镜技术研究的对象。根据电镜下样品的状态,对蛋白缓冲液中的去污剂成分进行了优化,最终选用Amphipol A8-35与LMNG来制备样品并用于电镜数据的收集。通过单颗粒冷冻电镜技术,首先探究了无配体结合状态下的胰岛素受体自身结构,发现其自身构象较为灵活,最终获得了两个相对高分辨率的三维模型（分辨率在15（?）与10（?）之间）。同时,根据分子筛和Western blot实验证明了体外胰岛素受体与胰岛素形成的复合物构象并不单一:共获得了4个不同构象的胰岛素受体与胰岛素复合物电镜结构（分辨率在15（?）与5.9（?）之间）。此外,由于本研究得到的电镜结构中Fn III-2与Fn III-3结构域电子密度更为完整,两个Fn III-3结构域的末端也清晰可见,进而发现结合1个胰岛素分子复合物的结构中两个Fn III-3结构域之间并无直接的相互作用。最终,根据胰岛素受体与胰岛素结合的动态结构模型,α-CT螺旋对胰岛素受体自身构象影响较大,而结合胰岛素分子的数目则影响Fn III-2与Fn III-3结构域的稳定性。同样,在对胰岛素样生长因子1受体相关结构的研究中,利用单颗粒冷冻电镜技术解析了胰岛素样生长因子1受体与胰岛素和胰岛素样生长因子1两复合物的电镜结构,其分辨率分别达到了4.2（?）和7.7（?）。通过三维重构与Western blot实验发现虽然胰岛素样生长因子1受体仅能结合1个配体分子（胰岛素或胰岛素样生长因子1）,但其胞内酪氨酸激酶结构域却均被激活。此外,胰岛素样生长因子1受体与胰岛素分子结合的单体Protomer A构象与胰岛素受体相关构象保持一致,而未结合配体分子的单体Protomer B的L1结构域则处于两单体的Fn III-3结构域之间,这与胰岛素受体相关构象不同。综上,人源胰岛素受体与胰岛素样生长因子1受体相关冷冻电镜结构的研究揭示了两受体与配体结合的构象差异及对应的内在分子机制,为进一步开展两受体在胰岛素信号传导过程中生理功能及靶点药物设计的研究提供新思路。