環(huán)境擾動(dòng)誘導(dǎo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的廣義二維相關(guān)光譜研究.pdf

1、廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于溶液環(huán)境擾動(dòng)誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)變化的研究中。這些研究的一個(gè)共同點(diǎn)就是，都利用了廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)中的第二大基本優(yōu)勢(shì)，即所謂的“序列順序”規(guī)則。已有的研究中普遍闡明的一個(gè)基本問(wèn)題是：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化并不是一個(gè)完全協(xié)同的過(guò)程，而是存在序列順序。然而，廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題。已有(包括我們自己)的研究表明，該光譜分析技術(shù)的兩大基本優(yōu)勢(shì)之一：可提高光譜分辨能力，有很大的不確定性，

2、其分辨得到的峰可能是因?yàn)榉逦灰?、峰寬變化等因素?dǎo)致的虛假峰；我們最近的研究結(jié)果也表明，其第二大優(yōu)勢(shì)：提供在外擾作用下峰強(qiáng)度變化的“序列順序”也不具有普適性。
　　 本課題采用廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)并結(jié)合原位光譜分析的方法對(duì)幾種典型環(huán)境誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化過(guò)程及變化機(jī)制進(jìn)行了研究；同時(shí)對(duì)廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證，可為進(jìn)一步完善廣義二維相關(guān)光譜分析技術(shù)的理論及其方法學(xué)提供依據(jù)。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　

3、1.研究了人血清白蛋白在ATR晶體表面的吸附過(guò)程，發(fā)現(xiàn)二維相關(guān)分析比二階導(dǎo)數(shù)法多分辨出的三個(gè)新峰可能是由于峰位移等原因造成的。通過(guò)原位光譜分析得到的三個(gè)子峰的強(qiáng)度變化存在如下的局部“序列順序”：在1650 cm-1處的峰強(qiáng)度變化先于1625及1681 cm-1，即1650>1625≈1681 cm-1。由峰面積所代表的含量變化結(jié)果可知人血清白蛋白的吸附過(guò)程分為三個(gè)階段：在25分鐘前，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生明顯的變化；25分鐘到50分鐘

4、，α螺旋的含量不斷降低轉(zhuǎn)化為了短的伸展鏈部分及無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，三種二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化同時(shí)發(fā)生；50分鐘以后，α螺旋的含量變化趨于平緩，少量轉(zhuǎn)角及伸展鏈結(jié)構(gòu)緩慢轉(zhuǎn)化為了無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)。
　　 2.研究了β-乳球蛋白在ATR晶體表面吸附過(guò)程的二級(jí)結(jié)構(gòu)變化情況。原位光譜分析得到的1627、1651、1684 cm-1處的峰強(qiáng)度變化先于1666 cm-1。前15分鐘，三個(gè)峰強(qiáng)度變化的速率大小為：1627(7.38E-4)>1651(6.83E-

5、4)>1684(3.21E-4)cm-1。通過(guò)峰面積含量變化計(jì)算結(jié)果可知：在吸附的前10分鐘，β-Lg沒(méi)有發(fā)生明顯的二級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；10分鐘到15分鐘，反平行β-折疊(低波數(shù)部分1627 cm-1)含量降低并轉(zhuǎn)變?yōu)榱藷o(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)部分(1651cm-1)；β-轉(zhuǎn)角(1666cm-1)與β-折疊(高波數(shù)部分1684 cm-1)含量在吸附的前20分鐘沒(méi)有發(fā)生明顯變化。20分鐘之后，β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)(1666 cm-1)的含量稍有下降并轉(zhuǎn)變?yōu)榱朔雌叫笑?

6、折疊(高波數(shù)部分1684 cm-1)。
　　 3.研究了不同猝滅劑(碘化鈉及丙烯酰胺)對(duì)馬心肌紅蛋白中的兩種色氨酸殘基(W7與W14)的猝滅過(guò)程。原位熒光光譜分析得到：NaI及AA作用下W7與W14的強(qiáng)度均同時(shí)發(fā)生變化，不存在局部“序列順序”。紅外光譜研究得到HM溶液隨著濃度的降低發(fā)生部分去折疊，W14所處的環(huán)境(10μM)不如在較高濃度(2.mM)下的疏水，碘離子能夠進(jìn)入并猝滅其熒光。由于W7暴露于水相中，因此NaI能夠更快的