镓（Ⅲ）、铬（Ⅲ）-转铁蛋白配合物性质及转运机制研究

论文摘要

本论文着重从分子水平和细胞水平探讨了Ga3+、Cr3+与转铁蛋白（Tf）结合的性质以及转铁蛋白受体介导Ga3+、Cr3+-apoTf配合物的转运机制,试图揭示Ga3+、Cr3+-转铁蛋白配合物分别在抗癌和治疗糖尿病方面的作用机理。实验主要结果如下: 一.分子水平探讨Ga3+、Cr3+与Tf结合的性质 1.伴清蛋白（OTf）是转铁蛋白家族中重要的一种蛋白,它具有运输铁离子和抗菌的作用。但金属离子在OTf的N-和C-端结合部位的键合和释放行为是不同的,这可能与两个位点在水溶液中的结构有关。为了探求OTf两位点的差异,以Ga3+为探针研究了Ga3+与酚羟基类化合物(包括8-羟基喹啉、水杨酸、EHPG、HBED和OTO的相互作用。结果表明N-端金属位点的Tyr92和Tyr191的酚羟基与邻近残基之间形成分子内O—H…O氢键,而C-端金属位点的Tyr431和Tyr524的酚羟基与邻近残基之间形成分子内O—H…N氢键。 2.使用紫外差光谱、荧光光谱方法测定了Cr3+与OTf结合的热力学及动力学性质。 （1） 条件稳定常数及结合部位选择性:在pH7.4、0.1M Hepes条件下,HCO3-、C2O42-作伴阴离子时,Cr3+优先占据脱铁伴清蛋白（apoOTf）C-端结合部位;使用紫外差光谱测定了Cr3+与apoOTf结合的条件稳定常数分别为1gK1=5.65+0.12,1gK2=13.08+0.24。 （2） 构象变化实验:（a） 用同步荧光光谱检测Cr3+与蛋白结合后,蛋白内部的酪氨酸与色氨酸残基环境变化甚微;（b） 共振光散射测定Cr3+与蛋白结合后,最大峰位处的荧光强度逐渐增强,且与N-端结合后增加的体积大于与C-端结合后增加的体积,表明Cr3+与蛋白结合后蛋白分子构象发生了改变;（c） 荧光偏振光实验表明Cr3+与蛋白结合前后,对整个分子的球型形状结构没有影响;（d） TNS、Tb3+探针研究表明Cr3+-OTf与Cr3+-OTf-Cr3+具有不同的构象,TNS与Tb3+不是结合在同一位点上;（e）Cr3+与蛋白的结合稳定了蛋白的结构。

论文目录

• 主要创新点
• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 转铁蛋白研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 转铁蛋白分子结构
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 转铁蛋白一级结构
• 1.2.3 转铁蛋白高级结构
• 1.3 金属离子与转铁蛋白作用
• 1.3.1 金属离子结合部位
• 1.3.2 阴离子结合部位
• 1.3.3 金属离子置换
• 1.3.4 金属、阴离子—转铁蛋白配合物光谱
• 1.3.5 金属离子结合与释放机理简介
• 1.3.6 金属离子引起蛋白构象变化
• 1.3.7 诱发蛋白构象变化机理
• 1.3.8 研究金属-蛋白结合引起构象变化的物理化学方法
• 1.4 转铁蛋白功能
• 1.4.1 转铁蛋白受体介导的内吞作用
• 1.4.2 细胞增殖
• 1.4.3 清除游离铁
• 1.4.4 转铁蛋白与药物的转运
• 1.4.5 乳铁蛋白功能
• 1.5 本科题的研究背景及意义
• 参考文献
• 第二章 伴清蛋白金属位点氢键特征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 3+与8-羟基喹啉或与水杨酸作用的荧光光谱'>2.3.1 Ga³⁺与8-羟基喹啉或与水杨酸作用的荧光光谱
• 3+与EHPG或与HBED作用的荧光光谱'>2.3.2 Ga³⁺与EHPG或与HBED作用的荧光光谱
• 3+与伴清蛋白作用的荧光光谱特性'>2.3.3 Ga³⁺与伴清蛋白作用的荧光光谱特性
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 铬（Ⅲ）与伴清蛋白结合的热力学及动力学研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 紫外差光谱
• 3.3.2 条件稳定常数
• 3.3.3 结合部位选择性
• 3.3.4 构象变化研究
• 3.3.5 柠檬酸盐和伴清蛋白之间铬（Ⅲ）交换动力学
• 3.4 结论
• 参考文献
• c-Tf-Fe_N的转运特征'>第四章 HL60细胞转铁蛋白受体介导Ga_c-Tf-Fe_N的转运特征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂和仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 结合实验
• 4.3.2 内吞实验
• 4.3.3 释放实验
• c-Tf-Fe_N吸收与释放的影响'>4.3.4 抑制剂对Ga_c-Tf-Fe_N吸收与释放的影响
• c-Tf-Fe_N吸收的影响'>4.3.5 未标记的apoTf与链霉蛋白酶对Ga_c-Tf-Fe_N吸收的影响
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 K562细胞转铁蛋白受体介导铬（Ⅲ）转运机制
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂和仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 荧光光谱测定
• 5.3.2 结合实验
• 5.3.3 内吞实验
• 5.3.4 释放实验
• 5.3.5 抑制剂对Cr-Tf结合与释放的影响
• 5.3.6 温度、未标记的apoTf与链霉蛋白酶对Cr-Tf吸收的影响
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第六章 伴清蛋白N-端半分子制备及性质的初步探讨
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 试剂和仪器
• 6.2.2 实验方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 N端饱和铁的伴清蛋白半分子酶切鉴定
• 6.3.2 N端饱和铽的伴清蛋白半分子荧光光谱鉴定
• 6.3.3 N端饱和铽的伴清蛋白半分子酶切鉴定
• 6.3.4 伴清蛋白N端半分子性质初步研究
• 6.4 结论
• 参考文献
• 工作展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表和待发表的论文
• 致谢
• 承诺
• 个人简况
• 附录