离子液体介导溶菌酶晶体形态、活性及相互作用的光谱学研究

摘要

离子液体，一种室温熔融盐，优良的物化性质及可设计性使其在多种领域拥有巨大潜力。随着生物技术的发展，蛋白质等生物大分子作为药物使用的优良功能特性也逐渐被人们认识并重视。对蛋白质晶体形态以及二级结构的研究，对了解蛋白质功能、活性调控、药物设计等方面有着重要意义。一直以来，获得具有较高活性且适合 X-射线衍射的蛋白质晶体仍是该领域发展需要优先解决的问题之一。在之前的研究中发现离子液体对溶菌酶晶体活性有一定的调控作用。因此对离子液体诱导溶菌酶结晶过程、活性以及相互作用机制的研究在获取高质量蛋白质晶体方面有着重要意义。 本论文选取鸡蛋白溶菌酶为模型蛋白，以亲水性离子液体[BMIM]BF4，[BMIM]Cl，[BMIM]Br和[DMIM]I为添加剂，研究了离子液体对溶菌酶结晶过程、二级结构及酶活性的影响，并对离子液体与溶菌酶作用机理进行探讨。 采用冷却结晶法获得溶菌酶晶体，通过光学显微镜、X-射线衍射和SEM对离子液体诱导溶菌酶结晶的机理进行初步探讨分析，离子液体的加入使得结晶更容易也更可控。溶菌酶晶体的形态会受到离子液体的影响，X-射线衍射分析和SEM结果均表明[BMIM]BF4，[BMIM]Cl，[BMIM]Br的加入不会影响晶体晶型，在[DMIM]I诱导下会生成单斜晶型。另外，活性研究表明可以通过控制结晶条件来提高酶活性。 采用紫外-可见分光广度计和荧光光度计对溶液中溶菌酶二级结构的变化进行研究。紫外光谱结果表明离子液体和溶菌酶间的作用力很弱，该结论在荧光光谱中被进一步证实。由荧光光谱和Stern-Volmer方程得出离子液体对溶菌酶荧光的淬灭机制为静态淬灭，由结合位点和结合常数可知两者间相互作用力较弱。恒波长同步荧光光谱分析再次证实了离子液体对溶菌酶色氨酸残基的影响较大。 通过设置不同 pH，离子液体种类，离子液体的浓度，从酶活角度来研究蛋白质与离子液体的相互作用。最后得到pH=6.85，离子液体浓度75mM为最佳条件。同时发现随着离子液体浓度逐渐增大，离子液体的结合位点由色氨酸62处转移到核心活性位点处。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 蛋白质结晶的研究

1.2 溶菌酶

1.3 离子液体

1.4 本文研究工作

第2章 离子液体介导溶菌酶晶体形态及活性变化的研究

2.1 文献综述

2.2 实验研究

2.3 冷却结晶研究结果与讨论

2.4 晶体活性结果与分析

2.5 X-射线粉末衍射图谱研究

2.6 SEM结果

2.7 本章小结

第3章 溶液中离子液体与溶菌酶相互作用的光谱学研究

3.1 文献综述

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第4章 溶液中离子液体对溶菌酶活性影响的研究

4.1引言

4.2实验内容

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第5章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢