铜离子和pH对再生丝素蛋白二级结构的影响

论文题目: 铜离子和pH对再生丝素蛋白二级结构的影响

论文类型: 博士论文

论文专业: 高分子化学与物理

作者: 宗小红

导师: 邵正中

关键词: 丝素蛋白,铜离子,二级结构,顺磁共振,核磁共振,拉曼,圆二色性

文献来源: 复旦大学

发表年度: 2005

论文摘要: 蚕丝由于其出色的力学性能(高模量、高弹性),而引起人们对蚕丝蛋白基础及应用研究的广泛关注。蚕丝蛋白的结构和成丝机理一直是人们研究的热点,但仍有许多工作有待进行更加深入的探讨,如关于蛋白质与金属离子相互作用及蛋白质折叠解折叠的研究。 在蚕的吐丝过程中伴随着金属离子含量的变化,同时还伴有pH条件的改变。虽然有很多报道讨论了一定量的金属离子(如K(Ⅰ),Ca(Ⅱ))可以导致丝素蛋白的构象转变,且这一变化有着pH依赖性,但是具体的作用机理仍然不清楚。在蚕的腺体中也存在Cu(Ⅱ),但由于其含量远远低于其它的金属离子,因而与丝素蛋白结构关系的报道较少。本文主要通过顺磁共振波谱法(EPR)、核磁共振(NMR)、拉曼(Raman)、和圆二色谱(CD)等方法研究了Cu(Ⅱ)和pH对丝素蛋白构象转变的影响。该结果一方面可以使我们对蚕的吐丝机理有更清晰地认识,另一方面还可以将丝素蛋白作为模型蛋白,为中枢神经系统疾病的研究提供帮助,因为已有大量的证据表明,Cu(Ⅱ)的代谢异常能引起中枢神经系统的功能紊乱,引起一系列的疾病。 本论文首先利用EPR研究了再生丝素蛋白的一系列pH和Cu(Ⅱ)浓度条件下的Cu(Ⅱ)-丝素蛋白络合物体系。研究结果表明随着pH由8.0降到4.0,Cu(Ⅱ)与丝素蛋白的配位类型由Cu～4N过渡到Cu～2N2O。在中性情况下(pH=6.9),Cu(Ⅱ)与丝素蛋白中AHGGYSGY氨基酸序列中的组氨酸上的咪唑基(Nπ),两个相邻的甘氨酸上的酰胺氮,以及一个色氨酸的羟基氧形成Cu～3N1O的络合物。在弱酸性条件下(pH=5.2),Cu(Ⅱ)与丝素蛋白中AHGGYSGY中的组氨酸残基形成His(Nτ)-Cu(Ⅱ)-His(Nι)桥键。

论文目录:

论文摘要

Abstract

第一章 综述

1.1 蚕丝蛋白的组成

1.2 蚕丝(丝素蛋白纤维)的结构

1.2.1 丝素蛋白纤维的微观结构

1.2.2 丝素蛋白的二级结构

1.2.2.1 Silk Ⅱ结构

1.2.2.2 Silk Ⅰ结构

1.3 丝素蛋白纤维的性能

1.4 金属离子和pH对丝素蛋白二级结构的影响

1.5 本课题的研究目的和研究内容

参考文献

第二章 铜离子-丝素蛋白络合物结构的EPR研究

2.1 引言

2.2 电子顺磁共振基本理论

2.2.1 电子顺磁共振简介

2.2.2 电子顺磁共振基本理论

2.2.3 超精细结构

2.2.4 线宽和弛豫

2.2.5 线型

2.3 样品的制备及表征

2.3.1 样品的制备

2.3.2 Cu(Ⅱ)-EPR实验

2.4 结果与讨论

2.4.1 Cu(Ⅱ)-SF配合物的pH依赖性

2.4.2 Cu(Ⅱ)-SF配合物的Cu(Ⅱ)浓度的依赖性

2.4.3 Cu(Ⅱ)-SF配合物的配位模型

本章小结

参考文献

第三章 铜离子和pH对丝素蛋白构象转变影响的定性(2DRaman)和定量(NMR)研究

3.1 引言

3.2 拉曼光谱简介

3.3 样品的制备及表征

3.3.1 样品的制备

3.3.2 拉曼光谱实验

3.3.3 核磁共振实验

3.4 结果与讨论

3.4.1 Cu(Ⅱ)对丝素蛋白构象影响的pH依赖性

3.4.1.1 pH=5.2时，Cu(Ⅱ)对丝素蛋白结构的影响

3.4.1.2 pH=6.9时，Cu(Ⅱ)对丝素蛋白结构的影响

3.4.1.3 pH=8.0时，Cu(Ⅱ)对丝素蛋白结构的影响

3.4.2 Cu(Ⅱ)-SF络合物类型与丝素蛋白结构之间的关系

3.4.3 Cu(Ⅱ)／His配合物之间的计量关系及与丝素蛋白构象之间的关联

本章总结

参考文献

第四章 再生丝素蛋白溶液中Cu(Ⅱ)对丝素蛋白构象转变作用的研究

4.1 引言

4.2 圆二色谱简介

4.3 样品的制备及表征

4.3.1 样品的制备

4.3.2 圆二色谱(CD)实验

4.4 结果与讨论

参考文献

第五章 博士论文工作总结

发表论文情况

附录1

附录2

附录3

致谢

论文独创性声明

发布时间: 2005-09-19

参考文献

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