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常见二价金属离子对鸡溶菌酶蛋白结构稳定性的影响及其分子机制研究

作　者: 于东润
导　师: 宋有涛
学　校: 辽宁大学
专　业: 食品科学
关键词: 溶菌酶 氯化盐 淀粉样聚集 分子动力学 抑菌圈
分类号: TS201.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


溶菌酶（lysozyme, LSZ）是水解酶的一种，它广泛存在于鸟类、家禽的蛋清和哺乳动物的眼泪、唾液、血液、鼻涕、尿液、乳汁及组织细胞中，是一种小分子碱性蛋白。长期以来，溶菌酶一直被作为一种“模型”体系，应用于蛋白质空间构象、酶动力学以及结构和活性与分子进化、分子免疫间关系的研究。近年来溶菌酶在食品工业、医学和酶工程中的应用较为广泛。其中，鸡溶菌酶（HEWL）来源丰富，并且蛋白质构象稳定，是溶菌酶类中的典型代表，目前为重点研究的对象。溶菌酶稳定性的研究对于在食品、医学等方面的合理开发利用起到了至关重要的作用。高浓度的盐能够在一定的条件下促进溶菌酶发生聚集，但其具体的作用机制还尚不明确。本文采用生物化学实验和分子动力学模拟相结合的方法研究了鸡溶菌酶在不同浓度的MgCl2、CaCl2、ZnCl2、CuCl2溶液中的聚集特性和结构稳定性。分子生物学实验结果表明，200mmol/L MgCl2、ZnCl2能够显著促进鸡溶菌酶形成二聚体和三聚体，并且随着温浴时间的增长，聚集体越来越明显；CaCl2随着浓度的增加聚集越来越明显，但并未随着时间的增长聚集体有明显的增多；CuCl2不明显。分子动力学模拟分析显示，200mmol/L MgCl2、CaCl2、ZnCl2能够引起螺旋3和螺旋4的显著偏移，同时能够减弱溶菌酶聚集关键区域（40-110位残基）内二硫键Cys76-Cys94的结合强度；另一方面，这些盐也能减少疏水核心内部氢键的数量，促使疏水核心的稳定性显著降低，从而促进了溶菌酶分子间的相互作用。CuCl2影响不大。对于溶菌酶抑菌作用的影响由于高浓度盐自身明显的抑菌效果，生物化学实验无法准确检测，盐的抑菌效果ZnCl2>MgCl2>CuCl2>CaCl2。我们的研究为溶菌酶在应用中的重要作用提出新的依据。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
引言  10-18
  0.1 溶菌酶概述  10-12
  0.2 溶菌酶的应用  12-13
  0.3 溶菌酶的研究现状及发展前景  13-15
  0.4 淀粉样疾病与溶菌酶的聚集  15-16
  0.5 蛋白质折叠的分子动力学模拟动力学方法研究溶菌酶聚集  16-18
第一章 MgCl_2对溶菌酶聚集影响的生物化学研究  18-24
  1.1 实验目的  18-19
  1.2 实验试剂与仪器  19
    1.2.1 试剂  19
    1.2.2 仪器  19
  1.3 实验方法  19-21
    1.3.1 溶菌酶聚集体样品制备  19-20
    1.3.2 用 SDS-PAGE 检测溶菌酶聚集体  20
    1.3.3 抑菌试验  20-21
  1.4 实验结果  21-23
    1.4.1 不同浓度 MgCl_2对溶菌酶聚集的影响  21-22
    1.4.2 不同作用时间下 MgCl_2对溶菌酶聚集的影响  22
    1.4.3 抑菌试验  22-23
  1.5 本章小结  23-24
第二章 MgCl_2对溶菌酶聚集影响的分子动力学研究  24-32
  2.1 实验目的  24-25
  2.2 实验模拟条件和方法  25-26
    2.2.1 实验模拟软件  25
    2.2.2 模拟条件  25-26
  2.3 实验结果与讨论  26-30
    2.3.1 溶菌酶 RMSD 值的比较分析  26
    2.3.2 溶菌酶结构的比较分析  26-27
    2.3.3 关键区域中二硫键的分析  27-28
    2.3.4 溶菌酶疏水核心稳定性分析  28-30
    2.3.5 酶活分析  30
  2．4 本章小结  30-32
第三章 ZnCl_2、CaCl_2、CuCl_2对溶菌酶聚集影响的生物化学研究  32-38
  3.1 实验目的  32
  3.2 实验试剂与仪器  32-33
    3.2.1 试剂  32
    3.2.2 仪器  32-33
  3.3 实验方法  33-34
    3.3.1 溶菌酶聚集体样品制备  33
    3.3.2 利用 SDS-PAGE 检测溶菌酶聚集体  33-34
  3.4 实验结果  34-37
    3.4.1 不同浓度 CaCl2、ZnCl2、CuCl2溶液在不同作用时间下对溶菌酶聚集的影响  34-35
    3.4.2 抑菌试验  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 ZnCl_2、CaCl_2、CuCl_2影响溶菌酶聚集机制分子动力学研究  38-48
  4.1 实验目的  38
  4.2 实验模拟条件和方法  38
    4.2.1 实验模拟软件  38
    4.2.2 模拟条件  38
  4.3 实验结果与讨论  38-47
    4.3.1 CaCl_2影响溶菌酶聚集的分子动力学研究  38-41
    4.3.2 ZnCl_2影响溶菌酶聚集的分子动力学研究  41-44
    4.3.3 CuCl_2影响溶菌酶聚集的分子动力学研究  44-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章 结论与展望  48-50
参考文献  50-56
致谢  56-57

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 一般性问题 > 基础科学 > 食品化学 > 酶
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