細(xì)胞色素c自組裝納米膠團(tuán)結(jié)構(gòu)模擬過氧化物酶研究.pdf

1、本研究基于膠團(tuán)酶模型原理，以細(xì)胞色素c（Cytochrome c，Cyt c）為活性中心，系統(tǒng)選取癸基硫酸鈉（SDeS）、十二烷基硫酸鈉（SDS）和十二烷基肌氨酸鈉（SLS）三種陰離子表面活性劑，十二烷基三甲基氯化銨（ DTAC）、十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）三種陽(yáng)離子表面活性劑共計(jì)六種表面活性劑形成納米膠團(tuán)，使二者構(gòu)建納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶。采用紫外可見光光譜法、圓二色譜法、電化學(xué)等研究手段，對(duì)六

2、種典型膠團(tuán)結(jié)構(gòu)模擬過氧化物酶的結(jié)構(gòu)變化、催化條件、酶促動(dòng)力學(xué)、抗逆性、電化學(xué)機(jī)制及性質(zhì)等方面進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，六種模擬酶活性中心細(xì)胞色素c的構(gòu)象發(fā)生明顯變化，血紅素的暴露程度和周圍微環(huán)境的疏水性在加入表面活性劑后得到提升，導(dǎo)致酶活性增強(qiáng)。進(jìn)一步研究，陰、陽(yáng)離子表面活性劑納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶分別以SDeS和CTAB為代表，它們的二級(jí)結(jié)構(gòu)中有利于增強(qiáng)酶催化活性和空間對(duì)稱性的反平行結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，比例均有不小幅度的增加，所有二級(jí)結(jié)構(gòu)比

3、例隨模擬酶所處條件的不同小幅度變動(dòng)甚至不變。
　　本文對(duì)模擬酶催化條件的測(cè)試中，陰離子表面活性劑納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶最適 pH為10（SLS為5和10），其催化活性在超出表面活性劑臨界膠束濃度后基本不變。而陽(yáng)離子表面活性劑納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶最適 pH為8，其催化活性在超出表面活性劑臨界膠束濃度后出現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)期，隨著表面活性劑濃度的繼續(xù)增加逐步下降。對(duì)六種模擬酶進(jìn)行光譜動(dòng)力學(xué)測(cè)試均表現(xiàn)出較高的過氧化物催化活性及效率，模擬酶動(dòng)力

4、學(xué)參數(shù)隨細(xì)胞色素c濃度的變化而變化。其中最優(yōu)秀的是SDeS納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶，Km為6.747μmol/L，催化效率達(dá)到0.0861μM-1s-1，是天然辣根過氧化物酶的119％。在對(duì)高濃度過氧化氫的抗逆性測(cè)試中，各人工酶測(cè)得抑制常數(shù)ki均高于天然酶，表明模擬酶對(duì)過氧化氫的抗逆性更強(qiáng)。其中陽(yáng)離子表面活性劑納米膠團(tuán)模擬過氧化物酶ki高于陰離子，其結(jié)構(gòu)變化也能證明這一點(diǎn)。電化學(xué)研究中本文選取表現(xiàn)優(yōu)異的SDeS-Cytc納米膠團(tuán)模擬過氧化

5、物酶與羥基化富勒烯（HFs）混合制成納米復(fù)合薄膜修飾于玻碳電極表面進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明模擬酶單層排布于電極表面并與電極發(fā)生了直接電子轉(zhuǎn)移，為固化機(jī)制，電子傳遞速率 ks高達(dá)14.3±0.1 s-1。對(duì)修飾電極進(jìn)行電化學(xué)動(dòng)力學(xué)測(cè)試考察其對(duì)過氧化氫的響應(yīng)，線性響應(yīng)范圍為5μmol/L-1400μmol/L，檢測(cè)限是5μmol/L，表觀米氏常數(shù)Kmapp為0.57±0.06μmol/L，為第三代生物傳感器研制、為新型過氧化氫生物傳感器開發(fā)提供思