肌红蛋白与气体信号分子H2S反应的结构功能学研究

摘要

近年来，研究者们发现硫化氢(H2S)分子能够在哺乳动物体内内源性的生成，参与神经系统、心血管系统以及内分泌系统等生理功能的调节，与众多疾病有着密切联系。目前，内源性H2S已被认为是继一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)外第三种新型气体信号分子。 肌红蛋白(Mb)是哺乳动物组织器官内广泛存在的一种血红素蛋白，能够结合内源性H2S分子，起到调控体内H2S浓度的作用。在哺乳动物体内，H2S与Mb的结合有两种方式，一种是H2S直接键合血红素中心Fe形成Mb-H2S复合物，另一种则是H2S修饰血红素卟啉环，形成硫代血红素(sulfheme)结构，并且研究发现H2S与Mb的结合方式受到血红素活性中心结构的影响。 在本论文中，通过点突变技术改变Mb血红素活性中心结构，结合紫外-可见光谱和X-衍射晶体学，研究H2S与不同突变型Mb反应后光谱和结构变化，解析Mb活性中心结构变化对H2S与Mb结合的影响，为研究血红素蛋白参与内源性H2S代谢机理提供重要的实验数据。研究结果表明:(1)Mb血红素活性中心近、远端组氨酸(His)的突变能够明显改变活性中心结构，从而影响血红素中心Fe与H2S的配位结合;(2)活性中心远端腔体的氢键数目显著影响H2O2氧化FeⅢ形成FeⅣ，从而影响sulfheme的形成。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1肌红蛋白的简介

1．2气体信号分子硫化氢(H2S)

1．2．1内源性H2S简介

1．2．2气体信号分子H2S的生理学功能

1．3哺乳动物体内血红素蛋白与H2S的反应研究

1．3．1血红素蛋白与H2S形成sulfheme

1．3．2血红素中心Fe与H2S配位结合

1．4血红素蛋白活性中心结构对H2S绑定的影响

1．5本论文的研究意义及内容

2突变型肌红蛋白的表达与纯化

2．1 Mb突变位点的选择及意义

2．2实验仪器和材料

2．2．1实验仪器设备

2．2．2实验耗材及试剂

2．2．3溶液配制

2．3突变型Mb的表达与纯化

2．3．2突变型Mb的表达

2．3．3突变型Mb的分离与纯化

2．3．4突变型Mb的表达结果

2．3．5突变型Mb的分离与纯化结果

2．4本章小结

3突变型Mb的结构研究

3．1引言

3．2实验仪器和材料

3．2．1实验仪器设备

3．2．2实验耗材及试剂

3．2．3溶液配制

3．3突变型Mb的紫外-可见光谱研究

3．3．2突变型Mb的紫外-可见光谱结果与分析

3．4突变型Mb的晶体结构研究

3．4．1突变型Mb晶体的制备

3．4．2突变型Mb晶体数据收集和处理

3．4．3突变型Mb晶体结构解析

3．4．4突变型Mb晶体结构分析

3．5本章小结

4突变型Mb与H2S反应的研究

4．1突变型Mb与H2S反应研究意义

4．2实验仪器和材料

4．2．1实验仪器设备

4．2．2实验耗材及试剂

4．2．3溶液配制

4．3．1 Na2S的浓度滴定操作

4．3．2 Na2S的浓度滴定结果

4．4．3突变型Mb与H2S反应的紫外-可见光谱结果与分析

4．5 Mb与H2S反应的晶体结构研究

4．5．4 Mb-H2S的晶体结构分析

4．6本章小结

5结论与展望

5．1全文总结

5．2该论文的创新点

5．3展望

致谢

参考文献