丙三醇和尿素对水溶液中蛋白质构象的影响

摘要

蛋白质在生物体新陈代谢和自我复制过程中具有重要作用，对一切生命过程，水起着极为重要的作用，蛋白质呈现其生物功能，主要是在水溶液中进行的，但是大多数蛋白质的天然环境并不是单纯的水溶液，而是含有许多有机和无机物质的复杂介质，因此，探索蛋白质在混合溶剂的构象变化对了解蛋白质的结构和功能具有重要的理论和现实意义。
　　 丙三醇和尿素分别是常见的蛋白质的稳定剂和变性剂，研究丙三醇、尿素在水溶液中与蛋白质的相互作用及其对蛋白质构象的影响有助于深入理解蛋白质结构和功能在不同微环境中的变化规律。论文利用荧光猝灭法和动态光散射法测定丙三醇-水、尿素-水、丙三醇-尿素-水混合溶剂中血红蛋白（Hb）与一种常见的生物染料-联苯胺（BZ）的相互作用距离和流体动力学半径，并结合Hb荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和循环伏安曲线的变化，探讨丙三醇、尿素与蛋白质分子在水溶液中相互作用的机理及其对蛋白质构象的影响，为了解复杂介质中蛋白质的结构和功能提供进一步的信息。
　　 研究结果表明：（1）Hb在丙三醇-水混合溶剂中主要通过优先水化作用形成更紧密的构象，溶剂体系的氢键形成能力下降导致丙三醇浓度较高的混合溶剂中氢键网络坍塌，蛋白质构象进一步折叠，尽管Hb在丙三醇-水混合溶剂中保持较完整的血红素疏水空穴结构，但是血红素疏水空穴以外肽段的构象发生了显著变化，对Hb聚集状态造成一定影响。（2）在尿素-水混合溶剂中，尿素分子取代水分子而积聚在蛋白质分子表面，尿素与蛋白质之间的直接相互作用对蛋白质的构象具有复杂的影响，低浓度的尿素-水混合溶剂有利于Hb形成紧密构象，具有稳定蛋白质的作用，而高浓度的尿素-水混合溶剂使得Hb血红素疏水空穴失去原有的三级结构后形成一个与熔球态相似的结构。（3）在丙三醇-尿素-水混合溶剂中，丙三醇分子与尿素分子在Hb分子表面形成竞争，削弱了尿素与蛋白质之间的相互作用，致使蛋白质在尿素浓度更低的混合溶剂中发生去折叠；而Hb只有在更高的尿素浓度下才能脱落出游离血红素，表明丙三醇有助于稳定Hb血红素疏水空穴的构象。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2溶液中蛋白质分子构象的主要研究方法和现状

1.2.1荧光光谱法和同步荧光光谱法

1.2.2紫外-可见吸收光谱法

1.2.3动态光散射技术

1.2.4电化学方法

1.3选题思路

第二章丙三醇-水混合溶剂对血红蛋白构象的影响

2.1引言

2.2基本原理与基本概念

2.2.1共振能量转移

2.2.2能量转移效率E

2.2.3光谱重叠积分J

2.2.4临界距离R0

2.2.5结合距离r

2.2.6溶剂化作用

2.2.7水的结构

2.2.8溶剂化层和优先水化作用

2.3实验部分

2.3.1试剂

2.3.2仪器

2.3.3实验方法

2.4结果与讨论

2.4.1荧光猝灭法

2.4.2动态光散射技术

2.4.3荧光光谱和同步荧光光谱法

2.4.4紫外-可见吸收光谱法

2.4.5循环伏安法

2.5结论

第三章尿素-水混合溶剂对血红蛋白构象的影响

3.1引言

3.2基本原理与基本概念

3.3实验部分

3.3.1试剂

3.3.2仪器

3.3.3试验方法

3.4结果与讨论

3.4.1紫外-可见吸收光谱法

3.4.2荧光猝灭法

3.4.3动态光散射技术

3.4.4同步荧光光谱法

3.4.5循环伏安法

3.5结论

第四章尿素-丙三醇-水混合溶剂对血红蛋白构象的影响

4.1引言

4.2基本概念

4.3实验部分

4.3.1试剂

4.3.2仪器

4.3.3实验方法

4.4结果与讨论

4.4.1尿素-丙三醇-水混合溶剂的物理性质

4.4.2紫外-可见吸收光谱法

4.4.3动态光散射技术

4.4.4同步荧光光谱法

4.5结论

第五章结论

参考文献

致谢

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