三种蛋白质与小分子物质相互作用的分子光谱法研究

摘要

研究蛋白质与小分子物质之间的相互作用，不仅可以揭示二者相互作用的配位本质，而且对改进和发展分析蛋白质的新方法有促进作用，是超分子化学、蛋白质组学等研究领域的重要课题。本论文采用荧光、共振光散射、化学发光等分子光谱法，以溶菌酶，肌红蛋白和牛血清白蛋白为模型蛋白，研究这三种蛋白质与小分子物质的相互作用机理。本论文包括八个章节内容。 第一章绪论。概述了研究蛋白质与小分子物质相互作用的意义；总结了五年来采用荧光和共振光散射法，对蛋白质与有机小分子、无机离子等作用机理的研究现状：列出了本论文的研究内容。本部分引用了198篇文献。 第二章溶菌酶与溴酚蓝相互作用的荧光和共振光散射法研究。采用荧光等分子光谱分析手段，详细讨论了溶菌酶与溴酚蓝的相互作用机理。本次实验发现，溴酚蓝对溶菌酶荧光的猝灭是由静态猝灭模式诱发的，二者形成了非辐射基态复合物。通过结合常数、结合位点数、作用类型等参数来表征溶菌酶与溴酚蓝的作用方式；结合荧光共振能量转移理论，计算了溴酚蓝与溶菌酶的结合位点到溶菌酶分子中的氨基酸残基的作用距离。并将溶菌酶.溴酚蓝共振光散射体系成功应用于分析人体唾液和泪液样品中溶菌酶的含量。 第三章溶菌酶与4-(2-吡啶)-间苯二酚相互作用的共振光散射法研究。在该章节中，采用荧光、共振光散射和紫外吸收等分子光谱手段，详细讨论了溶菌酶与4-(2-吡啶).间苯二酚的相互作用。研究发现，4-(2-吡啶).间苯二酚首先通过疏水作用发生自聚集，再与溶菌酶以静电引力等作用相互结合，形成以摩尔浓度比为12：1的多分子复合物。利用溶菌酶.4-(2-吡啶).间苯二酚共振光散射体系，分别对鸡蛋清、人体唾液和泪液中的溶菌酶进行了定量分析，获得了令人满意的结果。 第四章溶菌酶与头孢菌素相互作用的荧光法研究。用荧光法结合荧光共振能量转移理论，研究了溶菌酶与头孢菌素包括：头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢呋辛、头孢噻肟和头孢曲松的相互作用机制。实验发现，头孢菌素的存在导致溶菌酶的内源荧光猝灭，猝灭机制主要是由形成非辐射基态复合物的静态猝灭模式引发，推测头孢菌素可能结合溶菌酶分子中Trp62附近的活性基团。头孢菌素与溶菌酶的结合能力的强弱为：头孢曲松>头孢呋辛>头孢噻肟>头孢拉定>头孢羟氨苄，与头孢菌素的代次基本一致。第五章牛血清白蛋白与头孢菌素相互作用的荧光法研究。为了对照溶菌酶和头孢菌素的结合情况，还研究了牛血清白蛋白与头孢菌素，包括头孢拉定、头孢呋辛、头孢噻肟和头孢曲松的作用机理。同样发现，头孢菌素与牛血清白蛋白的结合能力的强弱与开发药物的距今由近到远的时间顺序基本一致。 第六章肌红蛋白与NO2+离子相互作用的化学发光法研究。应用本研究组首次提出的Lumin01.肌红蛋白化学发光体系，对人体尿液和自来水样品中的NO2+离子进行定量分析。肌红蛋白分子中的卟啉铁有六个配位键，其中一个是空缺的，可以结合02等小分子或离子，NO2+离子就是通过结合铁的这个空缺键与肌红蛋白发生作用形成复合物的。该复合物中的铁没有因键合N02。离子而改变价态，仍然处于高价状态，且不稳定，可以加速Luminol与肌红蛋白之间的电子转移，产生增强的化学发光信号。基于增强的化学发光强度与NO2+离子浓度之间的线性关系，将该方法成功用于测定人体尿液和自来水样品中NO2+离子的含量。 第七章肌红蛋白与苏丹红相互作用的化学发光法研究。本章采用流动注射.化学发光法，应用Luminol-肌红蛋白新型发光体系对污染的酱制品中的苏丹红I进行定量分析。肌红蛋白分别与苏丹红I、Ⅱ、III和Ⅳ结合形成复合物，可以加速Luminol与肌红蛋白之间的电子转移，催化二者的发光反应，产生增强的化学发光信号。基于增强的化学发光强度与苏丹红浓度之间的线性关系，将该方法成功用于测定被污染的酱制品中苏丹红I的含量。 第八章总结

目录

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声明

第一章绪论

§1.1研究蛋白质与小分子物质相互作用的意义

§1.2分子光谱法研究蛋白质与小分子物质相互作用的现状

§1.3本论文的研究内容

第二章溶菌酶与溴酚蓝相互作用的荧光和共振光散射法研究

§2.1前言

§2.2实验部分

§2.3结果与讨论

§2.4应用

§2.5结论

第三章溶菌酶与4-(2-吡啶)-间苯二酚相互作用的共振光散射法研究

§3.1前言

§3.2实验部分

§3.3结果与讨论

§3.4应用

§3.5作用机理

§3.6结论

第四章溶菌酶与头孢菌素相互作用的荧光法研究

§4.1前言

§4.2实验部分

§4.3结果与讨论

§4.4结论

第五章牛血清白蛋白与头孢菌素相互作用的荧光法研究

§5.1前言

§5.2实验部分

§5.3结果与讨论

§5.4结论

第六章肌红蛋白与NO2-离子相互作用的化学发光法研究

§6.1前言

§6.2实验部分

§6.3结果与讨论

§6.4应用

§6.5反应机理

§6.6结论

第七章肌红蛋白与苏丹红相互作用的化学发光法研究

§7.1前言

§7.2实验部分

§7.3结果与讨论

§7.4应用

§7.5反应机理

§7.6结论

第八章总结

参考文献

附录：攻读博士期间完成论文情况

致谢