重组铁蛋白的壳聚糖修饰及对理化性质的影响

摘要

铁蛋白是由24个同源或异源亚基所结合成的一个蛋白质多聚体，广泛存在于植物、动物、微生物中，其内部具有直径为8nm的小腔体，壳中央可以储存4500个铁离子。但铁蛋白作为一种蛋白组分，其理化性质极易受到外界环境的影响。多糖对蛋白质的修饰能够改善蛋白质的多种功能性质，可以作为功能配料应用于食品及医药领域，已经受到越来越多的关注。多糖与蛋白质发生相互作用的主要方式有共价作用和静电相互作用。本论文主要研究了利用壳聚糖对铁蛋白进行表面修饰，采用了两种方式:静电作用和共价作用，其后研究了两种修饰下铁蛋白的分子结构及功能特性。
　　首先利用壳聚糖在低pH值（pH6.0，低于其pKa值）下带正电荷，其可以与铁蛋白外表面的酸性氨基酸残基发生静电相互作用，生成铁蛋白-壳聚糖聚电解质聚合物。通过浊度分析和Zeta-电位分析发现铁蛋白与壳聚糖发生静电相互作用的最佳pH值为6.0，通过荧光光谱进一步确定静电作用在铁蛋白与壳聚糖的结合中起着重要作用，大约10个壳聚糖分子结合单个铁蛋白。通过体外模拟消化实验发现壳聚糖对铁蛋白的静电修饰可以提高铁蛋白的抗酶解稳定性。
　　其次，利用铁蛋白分子中氨基酸侧链的自由氨基和壳聚糖分子还原末端的羰基之间的羰氨反应（即美拉德反应）制备了铁蛋白-壳聚糖接枝物。通过SDS-PAGE电泳和傅里叶红外光谱分析得出成功制备出铁蛋白-壳聚糖接枝物。以接枝率为衡量标准，以摩尔比1∶100（铁蛋白:壳聚糖），55℃的温度和75％相对湿度，干燥加热24h的制备工艺最佳。通过褐变指数分析，在一定范围内，接枝率越高，褐变程度越大。通过抗氧化实验发现壳聚糖可提高铁蛋白的抗氧化性，通过氧化沉淀还原释放实验发现铁蛋白-壳聚糖接枝物仍保留铁蛋白本身的中空球状结构，通过体外模拟消化实验得出铁蛋白-壳聚糖接枝物相比单独铁蛋白稳定性提高。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 铁蛋白的概述

1．1．1 铁蛋白的分布及功能

1．1．2 铁蛋白的结构

1．1．3 铁蛋白的应用

1．2 壳聚糖

1．2．1 壳聚糖的应用

1．3．2 静电作用

1．3．3 共价作用

1．4 本文的研究内容及意义

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究意义

2 材料与方法

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器

2．2 实验方法

2．2．1 铁蛋白的实验方法

2．2．2 铁蛋白-壳聚糖聚合物的实验方法

2．2．3 铁蛋白-壳聚糖接枝物的实验方法

2．3 数据处理

3 结果与讨论

3．1 铁蛋白分析

3．2 铁蛋白-壳聚糖聚合物的分析

3．2．2 铁蛋白-壳聚糖聚合物的浊度分析和电位分析

3．2．3 铁蛋白-壳聚糖聚合物的荧光分析

3．2．4 铁蛋白-壳聚糖聚合物的动态光散射分析

3．2．5 铁蛋白-壳聚糖聚合物的体外模拟消化实验分析

3．3 铁蛋白-壳聚糖接枝物分析

3．3．2 铁蛋白-壳聚糖接枝率分析

3．3．4 浊度的分析

3．3．5 褐变指数的分析

3．3．6 FTIR红外光谱分析

3．3．7 氧化沉淀与还原释放分析

3．3．8 抗氧化性分析

3．3．9 铁蛋白-壳聚糖接枝物抗酶解稳定性分析

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢