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香兰素及金属离子与溶菌酶相互作用的研究

作　者: 孔爱荣
导　师: 朱素娟
学　校: 扬州大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 香兰素金属离子溶菌酶相互作用紫外-可见吸收光谱荧光光谱圆二色谱构象
分类号: Q50
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

蛋白质是最重要的生物大分子之一,是生物性状的直接表达者,在生物体内担负着各种生理功能。在分子水平上研究小分子与蛋白质的相互作用以及金属离子存在时对这种作用的影响,是当前生命科学、化学和医药学等众多领域所共同关注的课题之一。因此,深入研究小分子物质(特别是药物小分子)与蛋白质的作用机理和规律,不仅对于阐明生命的奥秘,了解小分子在体内的分配、运输、代谢、功效以及蛋白质的构象有重要的意义,而且对药物的设计和筛选、疾病的诊断具有指导意义。本文采用光谱法,分别对小分子香兰素和金属离子与溶菌酶的相互作用进行了研究。论文包括以下几个部分:第一部分简要介绍了香兰素的特性,溶菌酶的结构和功能性质,并概括了当今研究小分子与蛋白质相互作用的主要方法。第二部分以紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法和圆二色谱法研究了香兰素与溶菌酶之间的相互作用。荧光光谱结果表明,香兰素有规律的猝灭溶菌酶的内源荧光,且是一种因相互作用形成复合物而引起的静态猝灭机制;并测定了不同温度下的猝灭常数和表观结合常数,求得1个香兰素分子约与1个溶菌酶分子结合,两者间的作用力类型主要是氢键和范德华力;基于F?rster非辐射能量转移理论测定了两者间的结合距离是3.01nm。同时,通过同步荧光光谱法和圆二色谱法对溶菌酶的构象进行了检测,结果表明,随着香兰素的加入,溶菌酶的二级结构发生改变,并且α-螺旋的含量有增加的趋势。另外,考察了香兰素对溶菌酶酶活力的影响,结果变现为激活作用。第三部分研究了金属离子与溶菌酶的相互作用。实验结果表明,金属离子均能使溶菌酶的特征紫外吸收峰增强和特征荧光峰猝灭。根据荧光强度变化和荧光猝灭公式求得铁离子、铜离子分别与溶菌酶作用的荧光猝灭常数、结合常数和结合位点数,推得其猝灭机制属于静态猝灭,并根据热力学参数确定了主要作用力类型。第四部分研究了香兰素与金属离子共存时,对溶菌酶(如荧光猝灭机理、结合位点数、作用力类型、酶结构变化等)的影响情况。实验结果表明,香兰素与金属离子对溶菌酶的荧光具有双重猝灭效应,使相互作用增强,并且与二元体系相比,结合位点数发生了变化。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
符号说明  9-10
第一章文献综述  10-25
  1 香兰素  10-15
    1.1 香兰素的性质  10
    1.2 香兰素的应用  10-15
      1.2.1 食品行业  10-11
      1.2.2 日化行业  11-12
      1.2.3 农业生产  12
      1.2.4 化工行业  12-13
      1.2.5 医药行业  13-14
      1.2.6 其它应用领域  14-15
  2 溶菌酶  15-17
    2.1 溶菌酶的性质  15
    2.2 溶菌酶的结构  15-16
    2.3 溶菌酶的催化作用机制  16
    2.4 溶菌酶在医学领域中的应用  16-17
      2.4.1 抗菌消炎  16-17
      2.4.2 抗病毒  17
      2.4.3 增强免疫力  17
      2.4.4 其它作用  17
  3 小分子与蛋白质相互作用的研究方法  17-23
    3.1 光谱方法  18-21
      3.1.1 紫外-可见吸收光谱法  18
      3.1.2 荧光光谱法  18-19
      3.1.3 圆二色谱法  19-20
      3.1.4 红外光谱法  20-21
      3.1.5 拉曼光谱法  21
      3.1.6 共振光散射技术和表面等离子共振技术  21
    3.2 核磁共振  21-22
    3.3 透析法  22
    3.4 电化学方法  22
    3.5 其它方法  22-23
  4 本论文研究内容及意义  23-25
第二章香兰素与溶菌酶相互作用的研究  25-37
  1 材料与方法  25-27
    1.1 实验材料  25-26
      1.1.1 实验仪器  25-26
      1.1.2 实验试剂  26
    1.2 实验方法  26-27
      1.2.1 吸收光谱法测定香兰素与溶菌酶的相互作用  26
      1.2.2 荧光光谱法测定香兰素与溶菌酶的相互作用  26
      1.2.3 圆二色谱法测定香兰素与溶菌酶的相互作用  26
      1.2.4 香兰素对溶菌酶酶活力的影响测定  26-27
  2 结果与分析  27-35
    2.1 香兰素对溶菌酶吸收光谱的影响  27
    2.2 香兰素与溶菌酶作用的荧光光谱及猝灭机理  27-33
      2.2.1 香兰素对溶菌酶荧光光谱的影响  27-28
      2.2.2 香兰素对溶菌酶荧光猝灭机理的探讨  28-33
    2.3 香兰素对溶菌酶构象的影响  33-35
      2.3.1 同步荧光光谱研究  33-34
      2.3.2 圆二色谱研究  34-35
    2.4 香兰素对溶菌酶酶活力的影响  35
  3 结论  35-37
第三章金属离子与溶菌酶相互作用的研究  37-49
  1 材料与方法  37-38
    1.1 实验材料  37
      1.1.1 实验仪器  37
      1.1.2 实验试剂  37
    1.2 实验方法  37-38
      1.2.1 吸收光谱法测定金属离子与溶菌酶的相互作用  37
      1.2.2 荧光光谱法测定金属离子与溶菌酶的相互作用  37-38
  2 结果与分析  38-48
    2.1 金属离子对溶菌酶吸收光谱的影响  38
    2.2 金属离子对溶菌酶荧光光谱的影响  38-46
      2.2.1 铁离子与溶菌酶作用的荧光光谱及猝灭机理  39-43
      2.2.2 铜离子与溶菌酶作用的荧光光谱及猝灭机理  43-46
    2.3 同步荧光光谱研究  46-48
      2.3.1 铁离子与溶菌酶相互作用的同步荧光光谱  47
      2.3.2 铜离子与溶菌酶相互作用的同步荧光光谱  47-48
  3 结论  48-49
第四章香兰素与金属离子共存对溶菌酶的影响研究  49-60
  1 材料与方法  49
    1.1 实验材料  49
      1.1.1 实验仪器  49
      1.1.2 实验试剂  49
    1.2 实验方法  49
      1.2.1 吸收光谱法测定香兰素与金属离子共存对溶菌酶的影响  49
      1.2.2 荧光光谱法测定香兰素与金属离子共存对溶菌酶的影响  49
  2 结果与分析  49-59
    2.1 香兰素与金属离子共存对溶菌酶吸收光谱的影响  49-50
    2.2 香兰素与金属离子共存对溶菌酶荧光光谱的影响  50-57
      2.2.1 香兰素和铁离子共存与溶菌酶作用的荧光光谱及猝灭机理  51-54
      2.2.2 香兰素和铜离子共存与溶菌酶作用的荧光光谱及猝灭机理  54-57
    2.3 同步荧光光谱研究  57-59
      2.3.1 香兰素和铁离子存在下与溶菌酶相互作用的同步荧光光谱  58
      2.3.2 香兰素和铜离子存在下与溶菌酶相互作用的同步荧光光谱  58-59
  3 结论  59-60
第五章讨论与展望  60-63
  1 讨论  60-61
    1.1 pH 值对香兰素溶液吸收光谱的影响  60
    1.2 香兰素与溶菌酶的相互作用  60-61
    1.3 金属离子与溶菌酶的相互作用  61
    1.4 香兰素与金属离子共存对溶菌酶的影响  61
  2 展望  61-63
参考文献  63-68
致谢  68

香兰素及金属离子与溶菌酶相互作用的研究

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