稀土离子Tb3+与拟南芥钙调素相互作用的荧光光谱及分析应用

摘要

钙调素(CaM)是一种普遍存在的钙受体蛋白, 它调节了许多细胞生物学功能. 钙调素分子有4个金属结合位点, 而植物钙调素Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ位点不含酪氨酸残基, 只有第4位点含一个酪氨酸残基. 与动物体不同的是, 植物能表达多种功能不同的钙调素亚型. 文章利用Tb3+荧光探针, 采用直接激发(221 nm)或敏化激发(280 nm)并测量545 nm处的荧光发射强度, 研究拟南芥CaM与Tb3+的结合作用及分析应用. 直接激发(221 nm) Tb3+-CaM络合物时, Tb3+ 的发光显著增强, 这归因于CaM中配位基取代了Tb3+的配位水分子, 从而导致荧光速率常数增加. 直接激发滴定曲线中, 当cTb3+/cCaM＜4时, 荧光强度呈不断上升的直线, 之后出现平台区, 这与CaM只结合4 个钙离子的结论一致. 而间接激发滴定曲线近似为S型, 且荧光强度较弱; 其中当cTb3+/cCaM≤2时, 荧光强度增加较弱; 当2＜cTb3+/cCaM＜4时, 荧光强度增加较大, 这是由于与Tb3+配位的CaM的弱结合位点中的酪氨酸残基发生显著的能量传递之故. 进一步根据两类滴定曲线均在cTb3+/cCaM=4时呈现明显转折点的事实, 建立一种测定钙调素浓度的方法. 此方法估测CaM浓度具有灵敏度, 准确度较高, 稳定性较好等优点.