离子液体与蛋白质相互作用的研究

论文摘要

离子液体在生物大分子分析（蛋白质分离富集、结晶和检测）领域表现出优良的性能,激发了人们对于离子液体与生物分子相互作用的研究。研究离子液体和生物大分子的相互作用,有助于对离子液体在酶催化、分离萃取和蛋白质结晶等方面表现出的某些特性做出合理的解释,为离子液体的分子设计和进一步应用提供理论依据。因此建立离子液体和生物体系相互作用的认识是非常有必要的。第一章简要介绍三种模型蛋白和离子液体的结构、性质和合成方法,综述了蛋白质与小分子相互作用的研究方法、应用情况以及蛋白质与离子液体相互作用的研究进展。第二章应用光谱法结合计算机模拟技术对1,3-二甲基咪唑碘代盐([Mmim]I与三种模型蛋白牛血清白蛋白（BSA）、血红蛋白（Hb）、溶菌酶（Lys）的相互作用进行了详细的研究。研究结果表明,[Mmim]I可有效猝灭BSA、Hb和Lys的荧光,猝灭机制为静态猝灭。圆二色光谱研究表明[Mmim]I可引起蛋白质二级结构的变化,α-螺旋结构含量降低。荧光温度实验求得不同温度下的结合常数和结合位点数以及分子对接研究了[Mmim]I与BSA、Hb、Lys相互作用的主要作用力和结合位点。第三章研究了长链咪唑离子液体1-十二烷基-3-甲基咪唑溴代盐（C12mimBr）的表面活性及其与Hb的相互作用。结果表明,C12mimBr具有表面活性,加入血红蛋白前后的临界胶束浓度分别为9.5×10-3mol L-1和1.1×10-2mol L-1。光谱研究表明,C12mimBr促使高铁血红蛋白（metHb）转化成高铁血色原（hemichrome）,扰乱血红素疏水空穴的天然结构。离子液体浓度较低时,由于血红蛋白类型的转换使血红蛋白荧光增强。随离子液体浓度增加,血红蛋白结构发生改变,其荧光强度减弱。离子液体形成胶束后包裹血红素基团,使血红蛋白活性丧失,肽链伸展,荧光强度增强。通过活性实验和圆二色光谱考察了离子液体存在条件下血红蛋白的活性和结构变化,模拟了C12mimBr与血红蛋白的结合模式和结合位点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 蛋白质
• 1.1.1 血清白蛋白
• 1.1.2 血红蛋白
• 1.1.3 溶菌酶
• 1.2 离子液体
• 1.2.1 离子液体的结构与性质
• 1.2.2 离子液体的合成
• 1.2.3 离子液体在生物分析中的应用
• 1.3 蛋白质与化学小分子相互作用的研究方法
• 1.3.1 光谱法
• 1.3.2 分子模拟法
• 1.3.3 微量热法
• 1.3.4 核磁共振法
• 1.3.5 电化学法
• 1.3.6 其它方法
• 1.4 蛋白质与离子液体相互作用的研究进展
• 1.5 本论文选题意义及研究内容
• 第2章 1,3-二甲基咪唑碘代盐与蛋白质相互作用的光谱学研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 紫外可见光谱测定
• 2.2.3 荧光光谱测定
• 2.2.4 圆二色光谱测定
• 2.2.5 分子对接
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 模型蛋白的三维荧光光谱学研究
• 2.3.2 离子液体对模型蛋白的荧光猝灭研究
• 2.3.3 离子液体对模型蛋白构象的影响
• 2.3.4 分子对接
• 2.4 结论
• 第3章 1-十二烷基-3-甲基咪唑溴代盐的表面活性及其与血红蛋白的相互作用研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 C12mimBr的合成
• 3.2.4 C12mimBr电导率及胶束微环境的测定
• 3.2.5 血红蛋白活性测定
• 3.2.6 光谱测定
• 3.2.7 分子对接
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 C12mimBr的电导率研究
• 3.3.2 C12mimBr的胶束微环境研究
• 3.3.3 C12mimBr对血红蛋白的血红素辅基的光谱学影响
• 3.3.4 荧光光谱
• 3.3.5 C12mimBr对血红蛋白活性和结构的影响
• 3.3.6 分子对接
• 3.4 结论
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况