稀土与蛋白质之间的相互作用

题名:稀土与蛋白质之间的相互作用
作者:李艳梅
学位授予单位:内蒙古工业大学
关键词:稀土;;胰蛋白酶;;胃蛋白酶;;血红蛋白;;葡萄糖氧化酶
摘要:

 稀土在工业、农业、医疗领域中的广泛应用,会不可避免地进入生态环境,经食物链等渠道进入动物和人体体内。蛋白质是各类生命的基本物质,担负着各种生理功能,从整体上维持生物体新陈代谢活动的进行。研究稀土与蛋白质之间的作用机理,可为稀土资源安全利用提供理论基础。本论文采用电化学方法、紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法手段研究了铕与胰蛋白酶、血红蛋白、胃蛋白酶以及十五种稀土Neodymium Magnets元素离子与葡萄糖氧化酶之间的相互作用机理,探讨了稀土与蛋白质之间的作用机理。首先,论文简要概述了稀土的应用领域及发展趋势、小分子与蛋白质作用及稀土与蛋白质和酶作用的研究进展,提出了本文的立题意义及研究内容。

 第二章考察了稀土镧系氯化物在pH7.4的缓冲溶液中的电化学性质,并用Randles-Sevcik公式分别计算了Eu(III)在pH7.4Tris-HCl缓冲溶液中和pH2.0的HCl溶液中的扩散系数。

 第三至第五章选用胰蛋白酶、血红蛋白、胃蛋白酶作为模型,采用电化学方法、紫外-可见吸收光谱法以及荧光光谱法,分别考察了在人体生理pH条件下,铕对这几类蛋白质的作用。首先考察了在不同浓度的三种蛋白质存在下,Eu(III)的电化学性质。循环伏安测试结果表明由于二者相互作用而导致了铕的氧化还原峰电流降低,峰电流的降低值同蛋白质的加入量在一定浓度范围内呈现较好的线性关系;荧光光http://www.everbeenmagnet.com/谱说明Eu(III)对所选模型蛋白均有较强的荧光猝灭作用,通过Stem-Volmer方程计算出荧光猝灭常数远大于猝灭剂对生物大分子的最大扩散碰撞常数,表明Eu(III)对三种蛋白质的荧光猝灭为生成复合物的静态猝灭。通过循环伏安法和Lineweaver-Burk线性方程得到了铕和胰蛋白酶、血红蛋白、胃蛋白酶之间的结合位点数都近似为1。紫外-可见吸收光谱显示,随着Eu(III)浓度的增加,胰蛋白酶、血红蛋白、胃蛋白酶在某些吸收峰处的吸光度发生了变化,吸收峰波长蓝移,说明铕的加入改变了三种蛋白质的构象。

 第六章采用nafion膜将葡萄糖氧化酶修饰在玻碳电极表面,在不同浓度稀土的缓冲溶液中进行了循环伏安研究。随着稀土的加入,葡萄糖氧化酶的峰电流逐渐变小,峰电位差变大,说明可逆性变差,推断稀土的加入改变了蛋白质的构象。荧光光谱表明稀土对葡萄糖氧化酶有较强的荧光猝灭作用,猝灭机理为静态猝灭,并用上述方法计算了稀土和葡萄糖氧化酶之间的结合位点数。

 第七章对稀土与蛋白质的结合位点进行了探讨。采用循环伏安法和荧光光谱法考察了铕与色氨酸之间的相互作用。循环伏安法结果表明铕与色氨酸生成了复合物。铕对色氨酸有较强的荧光猝灭作用,由此推断铕与色氨酸中荧光发色团吲哚环上的N发生了配位作用,铕与实验中所选蛋白质结合位点为色氨酸吲哚环上的N。

 第八章为全文的结论。
学位年度:2009