結(jié)構(gòu)基元模型在一些酶解折疊機(jī)理研究中的應(yīng)用.pdf

1、蛋白質(zhì)折疊問(wèn)題是生物學(xué)領(lǐng)域研究前沿課題之一。研究蛋白質(zhì)在體外的解折疊過(guò)程，對(duì)于了解生命過(guò)程中蛋白質(zhì)的生物功能具有重要意義。
　　蛋白質(zhì)解折疊過(guò)程測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法有多種，但從中很難直接捕捉到其過(guò)渡態(tài)的結(jié)構(gòu)及物種分布特征。酶作為一類(lèi)具有催化功能的蛋白質(zhì)，其活性測(cè)定表征的解折疊曲線與譜學(xué)測(cè)定表征的解折疊曲線明顯不同。分子動(dòng)力學(xué)模擬(MD)受模擬時(shí)間和計(jì)算機(jī)性能的限制，只能研究分子量小于100 kD的蛋白質(zhì)。鑒于此，亟待發(fā)展一種新的方法來(lái)克

2、服存在的缺陷。
　　本論文采用紫外可見(jiàn)光譜、熒光光譜、圓二色光譜、熒光壽命等手段研究了溶菌酶和牛碳酸酐酶解折疊過(guò)程，結(jié)合結(jié)構(gòu)基元模型給出了酶解折疊機(jī)理。
　　由鹽酸胍和還原脲誘導(dǎo)溶菌酶分子解折疊結(jié)果表明：溶菌酶解折疊過(guò)程符合“三態(tài)模型”并且屬于“連續(xù)反應(yīng)”機(jī)理；鹽酸胍濃度在0~3.8 mol/L范圍內(nèi)溶菌酶的β片結(jié)構(gòu)域(酶活性部位)發(fā)生解折疊，鹽酸胍濃度在3.8~5 mol/L時(shí)反映的是α-螺旋結(jié)構(gòu)域解折疊情況；利用結(jié)構(gòu)基元

3、模型不但準(zhǔn)確全面的描述了溶菌酶分子解折疊的整個(gè)過(guò)程，而且較已報(bào)道文獻(xiàn)在整個(gè)變性劑濃度范圍內(nèi)給出了更加合理的溶菌酶分子解折疊過(guò)程各物種分布特征。
　　不同溫度下鹽酸胍誘導(dǎo)牛碳酸酐酶(BCA)解折疊實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：高溫不利于化學(xué)變性的進(jìn)行，鹽酸胍和牛碳酸酐酶相互作用疏水作用占主導(dǎo)地位；25℃下，鹽酸胍誘導(dǎo)牛碳酸酐酶解折疊過(guò)程符合“三態(tài)模型”且屬于“連續(xù)反應(yīng)”機(jī)理。隨著鹽酸胍濃度的增加，熒光光譜表明牛碳酸酐酶色氨酸由非極性環(huán)境向極性環(huán)境變

4、化；CD光譜結(jié)果顯示牛碳酸酐酶二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋先減少后不變最后消失，并且α-螺旋不發(fā)生變化時(shí)牛碳酸酐酶殘余活性經(jīng)歷從有到無(wú)的單躍遷兩態(tài)過(guò)程。
　　溫度誘導(dǎo)溶菌酶、牛碳酸酐酶和apo-牛碳酸酐酶熱變性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：溶菌酶熱變性符合“四態(tài)模型”，熱復(fù)性屬于“三態(tài)模型”并應(yīng)用熒光共振光散射(RLS)、ThT熒光光譜法、非變性凝膠電泳法證實(shí)此過(guò)程沒(méi)有聚集體的生成；而牛碳酸酐酶在相同條件下有聚集體的產(chǎn)生；apo-牛碳酸酐酶較牛碳酸酐酶更容易