生物膜上蛋白质折叠过程的非线性和频光谱研究

摘要

蛋白质与生物膜的作用过程涉及到生物体内系列生理功能的实现。研究生物膜与多肽的相互作用的影响因素对于人们进一步理解生命的本质具有重要促进作用。蛋白质的结构是遗传信息最终表达呈现的形态，也是蛋白质功能实现的基础。因此提高对蛋白质与生物膜作用过程中蛋白质结构变化的理解有助于帮助人们揭示蛋白质功能的实现机理。
　　本文应用非线性和频光谱技术对影响蛋白质与细胞膜作用的各类因素进行探究，尤其是对组成细胞膜的磷脂分子结构、多肽分子自身的结构、多肽分子浓度等因素开展了相关实验。利用实验室前期发展的酰胺Ⅰ酰胺Ⅲ谱带光谱信号联用的方法，以抗菌肽pardaxin为模型物质对细胞膜上蛋白质结构进行探究。通过对带负电荷磷脂分子的生物膜和两亲性生物膜上抗菌肽pardaxin的结构分析，发现带负电荷磷脂膜能促使抗菌肽pardaxin分子从无规则卷曲结构较多的状态向阿尔法螺旋二级结构为主的状态转变。这种结构上的转变预示着在不同磷脂膜上多肽存在不同的结构转变途径。在带有部分电荷的混合磷脂膜上，蛋白质结构转化的比例相较于负电荷磷脂膜有所下降。而在两亲性磷脂膜上则没有这种转变。通过多肽浓度对多肽与生物膜作用影响的实验中，发现在两亲性磷脂膜上pardaxin二级结构中不同结构的比例收到多肽浓度的影响。在高多肽浓度的时候，多肽分子含有的无规则卷曲结构比例较高，螺旋结构较少。在低多肽浓度的时候，多肽分子的主要结构为螺旋结构。
　　根据实验结果，本文得到了多肽分子与磷脂膜作用过程中结构转变的物理图像。通过和频光谱技术实现了对蛋白质二级结构动态转化过程的研究。通过在新的光谱谱带的探究性实验，获得了淀粉样多肽在磷脂膜上聚集过程的结构信息。利用和频光谱多谱带联用手段再次证明了本实验室发展的关于界面蛋白质光谱酰胺Ⅲ技术在蛋白质折叠研究中运用的可行性与潜力。通过以上研究结果为膜蛋白研究、多肽与生物膜作用机制研究提供新的思路。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 抗菌肽研究的背景

1．2 蛋白质折叠的研究背景及意义

1．3 非线性和频光谱简介

1．4 和频光谱在多肽-细胞膜作用的应用

1．5 本论文研究思路与内容

参考文献

第二章 膜磷脂电荷对多肽在细胞膜上构象影响的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器及设备

2．2．2 实验试剂

2．2．3 实验样品制备

2．2．4 和频光谱实验

2．2．5 SFG谱图数据拟合

2．3 数据讨论与结果分析

2．3．1 pardaxin在两亲性氘代DMPC双层膜中的结构

2．3．2 Pardaxin在负电荷的氘代DMPG双层膜中的结构

2．3．3 不同磷脂比例下双层膜中pardaxin的结构

2．3．4 pardaxin双层磷脂膜的改变

2．4 小结

参考文献

第三章 和频光谱在多肽与磷脂膜作用研究的其他应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验方法

3．3 数据讨论

3．3．1 多肽浓度对pardaxin在磷脂膜上结构的影响

3．3．2 hIAPP在DPPG磷脂膜上的结构探究

3．4 小结

参考文献

附录

在读期间发表的论文与取得的其他研究成果

致谢