变性剂诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠和重折叠过程各稳定构象态的分布和过渡

论文摘要

用内源荧光光谱和荧光相图方法,研究了蛋白溶菌酶分子在变性剂诱导的去折叠和重折叠过程中的折叠中间态和所对应的变性剂浓度；以蛋白质分子和变性剂分子之间的缔和-解离平衡为基础,建立了一个定量描述变性剂诱导的蛋白质分子去折叠和重折叠过程的理论模型。通过它可以获得两个描述蛋白质分子去折叠和重折叠过程中各稳定构象态之间过渡的特征参数,一个是蛋白质分子从一个稳定构象态过渡到另一个稳定构象态的热力学平衡常数k,另一个是在此过程中平均每个蛋白质分子所涉及的变性剂分子数目m；并通过这两个特征参数,探讨了脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠和重折叠过程中各稳定构象态的分布和过渡。主要结果如下：1、在脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程中存在一个折叠中间态,出现在脲浓度为4.0 mol／L或盐酸胍浓度为3.0 mol／L时。当变性体系中无还原剂存在时,在盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中有两个折叠中间态,第一折叠中间态出现在盐酸胍浓度为5.0 mol／L时,第二折叠中间态出现在盐酸胍浓度为2.4mol／L时；当变性体系中有还原剂存在时,在盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中没有折叠中间态,而在脲诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中存在一个折叠中间态,出现在脲浓度为4.5 mol／L时。2、在脲诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程中,k1=1.78×10-3L·mol-1、k2=2.95×10-2L·mol-1,m1=5.14、m2=2.58；在盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程中,k1=4.16×10-2L·mol-1、k2=3.64×10-3L·mol-1,m1=3.41、m2=4.86；在盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中,k1=4.98×103L·mol-1、k2=3.74 L·mol-1、k3=3.26 L·mol-1,m1=5.08、m2=3.71、m3=1.89；在还原盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中,k=1.41×10-1L·mol-1、m=3.69；在还原脲诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中,k1=7.70×102L·mol-1、k2=6.49 L·mol-1,m1=5.63、m2=2.03。3、脲诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程中蛋白溶菌酶分子由天然态过渡到折叠中间态的过程要难于由折叠中间态过渡到完全去折叠态的过程,而盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程中蛋白溶菌酶分子由天然态过渡到折叠中间态的过程要易于它们由折叠中间态过渡到完全去折叠态的过程；盐酸胍诱导的非还原蛋白溶菌酶重折叠过程中蛋白溶菌酶分子由完全去折叠态过渡到第一折叠中间态的过程更易于它们由第一折叠中间态过渡到第二折叠中间态的过程,而第一折叠中间态过渡到第二折叠中间态的过程又较易于由第二折叠中间态过渡到天然态的过程。即在盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程中蛋白溶菌酶分子的重折叠随着盐酸胍浓度的降低会越来越难；而还原盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子的重折叠过程则较易进行,还原脲诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程中蛋白溶菌酶分子从完全去折叠态过渡到折叠中间态的过程要更易于由折叠中间态过渡到天然态的过程。4、在获得参数k和m的基础上,描述了脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠和重折叠过程中天然态、折叠中间态和完全去折叠态分子随溶液中脲和盐酸胍浓度的分布。结果表明,这个理论模型不但可以描述蛋白溶菌酶去折叠和重折叠过程中各稳定构象态随溶液中脲和盐酸胍浓度的分布,而且可以对这些稳定构象态之间的过渡给予描述。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 蛋白质分子折叠的研究进展
• 1.1.1 蛋白质的变性和复性
• 1.1.2 蛋白质折叠机制的研究
• 1.1.3 蛋白质折叠的热力学研究
• 1.1.4 蛋白质折叠中间态的研究
• 1.1.5 蛋白质分子去折叠-重折叠过程中各稳定构象态分布的研究
• 1.2 本课题研究内容及意义
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究意义
• 第二章 理论部分
• 第三章 材料与方法
• 3.1 仪器与试剂
• 3.1.1 仪器
• 3.1.2 试剂
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 蛋白溶菌酶的变性和复性
• 3.2.2 内源荧光光谱和荧光相图法
• 3.2.3 蛋白质电泳
• 3.2.4 蛋白溶菌酶活性率的测定
• 3.2.5 特征参数k和m的获得
• 3.2.6 蛋白溶菌酶分子去折叠-重折叠过程中各稳定构象态的分布
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 内源荧光光谱和荧光相图
• 4.1.1 蛋白溶菌酶分子的去折叠过程
• 4.1.2 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.1.3 还原脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.1.4 小结
• 4.2 蛋白质电泳结果
• 4.3 不同变性剂浓度下蛋白溶菌酶的活性率
• 4.3.1 脲和盐酸胍诱导的去折叠过程
• 4.3.2 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.3.3 还原脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.4 特征参数k和m
• 4.4.1 脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程
• 4.4.2 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程
• 4.4.3 还原脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.5 不同脲和盐酸胍浓度下蛋白溶菌酶分子各稳定构象态的分布
• 4.5.1 脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程
• 4.5.2 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 4.5.3 还原脲和盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶重折叠过程
• 第五章 研究总结与展望
• 5.1 脲诱导的蛋白溶菌酶分子去折叠过程
• 5.2 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子的去折叠过程
• 5.3 盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程
• 5.4 还原脲诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程
• 5.5 还原盐酸胍诱导的蛋白溶菌酶分子重折叠过程
• 5.6 结论
• 5.7 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢