亲水性离子液体1,3-二丁基咪唑氯代盐在溶菌酶结晶中的应用研究

摘要

离子液体可设计的结构特性使其成为潜力巨大的功能性材料，其优良的物理和化学性质也使离子液体在多种领域得到了广泛的应用。蛋白质结构分析是蛋白质组学研究中的重要组成部分，而X-射线衍射是确定蛋白质结构的最有效方法。但迄今为止，适合X-射线衍射的蛋白质晶体的获取仍是这一领域的主要技术瓶颈。因此发展蛋白质结晶技术以获取高质量的蛋白质晶体具有重要意义。
　　本论文以亲水性离子液体1，3-二丁基咪唑氯代盐(BBimCl)为添加剂，以溶菌酶为模型蛋白，研究了离子液体对蛋白质结晶的影响。分别考察了离子液体对溶菌酶晶体形貌与数量、晶体生长速度以及蛋白质结晶纯度要求的影响;采用X-射线衍射对所得晶体进行结构测定及解析;并探讨了离子液体对溶菌酶结晶过程影响的相关作用机理。
　　实验发现结晶过程中离子液体可有效地增大溶菌酶的溶解度、降低溶菌酶的过饱和度；离子液体的低蒸汽压有利于调节结晶过程中达到过饱和度的速率和控制晶体生长速率，避免多晶态现象的发生并能够显著增大晶体的尺寸，得到更适合衍射分析的高质量晶体；此外以离子液体为添加剂可显著降低结晶过程中对溶菌酶样品纯度的要求，在高浓度杂蛋白共存的情况下仍能得到高质量的溶菌酶晶体。X-射线衍射分析结果表明离子液体的加入不影响溶菌酶晶体的空间结构，离子液体的阳离子进入晶体结构内部，其结合位点位于溶菌酶分子表面的狭长空隙，与周围的Trp(色氨酸)62、Trp63、Asp(天冬氨酸)101残基之间有相互作用。
　　将新鲜鸡蛋清经过稀释、酸化、加热、冷冻干燥处理后，无须加入外来晶种，采用离子液体作为添加剂即能实现蛋清中溶菌酶的直接结晶，所得晶体具有较高活性和纯度，这为实际生物样品中蛋白质的分离纯化提供了一种新思路。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 蛋白质结晶研究进展

1．1．1 蛋白质晶体的生长过程

1．1．2 蛋白质结晶常用的技术方法

1．1．3 蛋白质结晶的影响因素

1．2 离子液体

1．2．1 离子液体的种类及性质

1．2．2 离子液体的应用

1．3 离子液体在蛋白质结晶中的研究

1．4 选题思路

第2章 离子液体1，3-二丁基咪唑氯代盐在溶菌酶结晶中的应用研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器、试剂及溶液配制

2．2．2 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 结晶初始条件的确定

2．3．2 离子液体对溶菌酶结晶行为的影响

2．3．3 离子液体对结晶影响的机理探讨

2．3．4 离子液体对溶茵酶结晶纯度的影响

2．3．5 蛋清中溶菌酶的结晶

2．4 小结

第3章 X-射线衍射对溶菌酶晶体结构的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 实验操作

3．3 结果与讨论

3．3．1 两种晶体总体结构的比较

3．3．2 离子液体的结合位点

3．3．3 Na离子的结合位点

3．4 小结

第4章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文