分子光谱法研究蛋白质与小分子的相互作用及其分析方法研究

摘要

蛋白质是构成生命的物质基础。其作为生命活动的主要承担者，担负着新陈代谢、免疫保护和酶的催化等多种生理功能，并在生物体的生命活动和几乎所有的生物过程中起着至关重要的作用。因此，对蛋白质进行深入研究，对于揭示生物体生命活动的奥秘具有积极意义，是二十一世纪临床医学、生物化学和生命科学等领域研究的热点。
　　 血红蛋白和胰蛋白酶是生物体中两种重要的蛋白质，在生命活动中起着不可替代的作用。本论文采用紫外-可见吸收光谱法，分子荧光光谱法等多种光谱技术，结合相关理论，提出了测定血红蛋白的新方法，同时研究了血红蛋白和胰蛋白酶与抗生素类药物、生物碱及水溶性杯芳烃相互作用的光谱性质变化，探讨了其相互作用的机理，求出了一系列热力学参数，判定了荧光猝灭的方式及小分子存在下对蛋白质构象的影响。这为我们研究和掌握蛋白质的含量、结构及功能提供了重要信息，也为临床医学和新药开发等研究提供了有用的数据。
　　 本文主要内容如下：
　　 1.绪论部分介绍了蛋白质定量分析及其与小分子相互作用研究的意义和进展状况。
　　 2.第二部分利用四价铈离子在酸性条件下具有强氧化性，将血红蛋白肽链上的色氨酸和酪氨酸氧化成具有强荧光的基团，大大提高了血红蛋白的荧光信号，建立了一种高灵敏、简单快捷的血红蛋白含量的测定体系。该体系已用于人血清中血红蛋白的含量测定。方法的线性范围是1.0×10-7～8.0×10-7mol·L-1，检出限为1.0×10-9mol·L-1，相对标准偏差为2.9％。
　　 3.第三部分采用荧光光谱法和紫外-可见吸收光谱法研究了四环素、金霉素和氯霉素与血红蛋白的相互作用。由Stern-Volmer方程及紫外-可见吸收光谱图得到四环素、金霉素对血红蛋白的荧光猝灭机理属动态猝灭，而氯霉素为静态猝灭，并求出了结合常数。由热力学参数得出四环素、金霉素与血红蛋白之间的作用力均主要是疏水作用，而对于氯霉素则主要是静电作用。同时根据能量转移理论得出荧光给体和受体间的距离r。并由同步荧光光谱研究了药物存在下血红蛋白的构象变化。
　　 4.第四部分研究了咖啡因和茶碱与胰蛋白酶相互作用的光谱性质变化。结果表明：一、咖啡因、茶碱对胰蛋白酶的荧光猝灭机理属动态猝灭；二、胰蛋白酶与两种生物碱之间均发生了能量转移；三、咖啡因、茶碱存在下胰蛋白酶的构象发生了改变。
　　 5.第五部分研究了对磺酸基杯[4]、杯[6]及杯[8]芳烃与胰蛋白酶相互作用的光谱性质变化。结果表明三种杯芳烃对胰蛋白酶的猝灭机理均属于动态猝灭，作用力均为疏水作用，且作用后胰蛋白酶的构象发生了变化。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 蛋白质概述

1.1.1 蛋白质的结构和分类

1.1.2 蛋白质的生理功能

1.1.3 血红蛋白的结构与生理作用

1.1.4 胰蛋白酶的结构和生理作用

1.2 蛋白质定量分析的意义及研究进展

1.2.1 蛋白质分析测试的现状和研究进展

1.2.2 血红蛋白的分析现状及研究进展

1.3 蛋白质与小分子相互作用研究的意义及进展

1.3.1 蛋白质与小分子相互作用研究意义

1.3.2 蛋白质与小分子相互作用研究进展

1.3.3 荧光分析法在蛋白质与小分子相互作用研究中的应用

1.4 本课题的研究意义

参考文献

第二章 人血清中血红蛋白的分子荧光光谱法测定

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器和试剂

2.2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 Hb-Ce(Ⅳ)体系的荧光光谱

2.3.2 Hb-Ce(Ⅳ)体系的同步荧光光谱

2.3.3 铈的用量对体系荧光强度的影响

2.3.4 酸度对体系荧光强度的影响

2.3.5 反应时间对体系荧光强度的影响

2.3.6 校准曲线

2.3.7 共存物质的影响

2.3.8 样品分析

2.3.9 讨论

参考文献

第三章 血红蛋白与抗生素相互作用的光谱性质研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 Hb-SDS-抗生素(四环素、金霉素、氯霉素)体系的荧光光谱

3.3.2 猝灭机理探讨及猝灭常数的计算

3.3.3 体系的紫外光谱

3.3.4 抗生素与Hb主要相互作用力的判断

3.3.5 荧光给体-受体间距离的确定

3.3.6 同步荧光光谱

3.3.7 小结

参考文献

第四章 胰蛋白酶与生物碱相互作用的光谱性质研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器与试剂

4.2.2 测定方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 Try-生物碱(咖啡因、茶碱)体系的荧光光谱

4.3.2 猝灭机理及猝灭常数的测定

4.3.3 体系的紫外吸收光谱

4.3.4 体系的热力学常数及作用力的判定

4.3.5 咖啡因和茶碱分别与胰蛋白酶作用距离的求取

4.3.6 体系的同步荧光光谱

4.3.7 结论

参考文献

第五章 胰蛋白酶与对磺酸基杯芳烃相互作用的光谱性质研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 试剂与仪器

5.2.2 测定方法

5.3 结果与讨论

5.3.1 体系的荧光光谱

5.3.2 猝灭机理及猝灭常数的测定

5.3.3 对磺酸基杯芳烃与Try体系的紫外光谱

5.3.4 体系的热力学常数及作用力的判定

5.3.5 荧光给体-受体间距离的求取

5.3.6 体系的同步荧光光谱

5.3.7 结论

参考文献

硕士期间已发表的论文

致谢