Slcllal跨膜区在磷脂膜中的结构和取向的谱学研究

Slcllal跨膜区在磷脂膜中的结构和取向的谱学研究

论文摘要

溶质转运蛋白11(solute carrier family 11, Slcll)是一个高度保留的具有二价金属离子传输功能的膜蛋白家族。一些流行病,比如肺结核和麻风病就是和这个蛋白家族密切相关的。本文中,我们使用了圆二色谱、偏振红外衰减全反射光谱以及荧光光谱对Slcll第一至第五跨膜区在磷脂膜(POPC、POPG、POPC/POPG 3:1、DPPC、DPPG)中的结构和拓扑分别进行了研究。在POPG中,五个跨膜肽段均形成α-螺旋结构,其α-螺旋含量顺序为TMD4>TMD2≈TMD5>TMD3>TMD1,这些螺旋在膜内的取向有所不同,它们相对膜表面法线的倾斜角度呈TMD3>>MD4>TMD2>TMD5的顺序。随磷脂膜中POPC含量的增加,各肽段的α-螺旋含量都减少,但螺旋含量和倾斜角度的大小顺序仍然保持不变。第三跨膜区有较大的倾斜角可能与其第139位的谷氨酸残基的去质子化有关。在凝胶相的DPPG和DPPC磷脂膜中,五个肽段的螺旋含量分别比在POPG和POPC中的含量都有所降低,相对磷脂膜表面的取向更加垂直。在DPPG和DPPC磷脂膜中加入胆固醇对TMD4的α-螺旋结构含量有显著的影响,而胆固醇的加入对磷脂膜中其它各肽段的螺旋含量的影响则较小。而且DPPC膜中加入胆固醇之后对TMD4的螺旋的取向也有较明显的影响。这说明TMD4可能与胆固醇有较强的相互作用。TMD4中含有胆固醇识别氨基酸特征片段-L-(X)(1-5)-Y-(X)(1-5)-R/K-,TMD4可能通过该氨基酸区域与胆固醇相互作用。

论文目录

  • List of Abbreviations
  • 提要
  • 第一章 绪论
  • 引言
  • 1.1 膜蛋白重要性与研究现状
  • 1.2 Slcllal膜蛋白介绍
  • 1.2.1 Slcll家族的发现
  • 1.2.2 Slcll家族的表达与定位
  • 1.2.3 Slcll家族的结构和功能的保留性
  • 1.2.4 Slcllal的抗菌机理研究
  • 1.2.4.1 二价金属离子流入型
  • 1.2.4.2 二价金属离子输出型
  • 1.2.5 Slclla2对金属离子的传输
  • 1.2.6 Slcll家族的结构
  • 1.3 膜蛋白结构的研究方法
  • 1.3.1 原子水平的三维结构
  • 1.3.1.1 X射线晶体衍射法
  • 1.3.1.2 核磁共振波谱法
  • 1.3.1.3 三维电镜重构技术
  • 1.3.1.4 理论预测方法
  • 1.3.2 其它研究方法
  • 1.3.2.1 圆二色谱法
  • 1.3.2.2 傅里叶变换红外光谱
  • 1.3.2.3 荧光光谱
  • 1.4 跨膜肽在磷脂膜中的取向研究方法
  • 1.4.1 偏振红外衰减全反射
  • 1.4.1.1 装置方法简介
  • 1.4.1.2 内反射元件(晶体)的选择
  • 1.4.1.3 晶体表面的清洁和预处理
  • 1.4.1.4 利用ATR方法测定螺旋结构取向
  • 1.4.1.5 利用ATR方法测定β折叠型肽的取向
  • 1.4.2 静态取向固体核磁共振法
  • 1.4.3 向性圆二色谱法
  • 1.4.4 氢氘交换质谱法
  • 1.4.5 和频振动光谱
  • 1.5 常用的膜模拟系统
  • 1.5.1 磷脂膜
  • 1.5.2 胆固醇
  • 1.5.3 表面活性剂
  • 1.6 研究内容和意义
  • 参考文献
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 试剂
  • 2.2 磷脂双层膜样品的制备
  • 2.3 实验及参数设置
  • 2.3.1 圆二色谱实验
  • 2.3.2 荧光淬灭实验
  • 2.3.3 偏振红外衰减全反射实验
  • 参考文献
  • 第三章 Slcllal TMD1-5在液晶相磷脂膜中的结构和取向研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 TMD1-5在POPG和POPC及其混合体磷脂膜中的二级结构
  • 3.3 TMD1-4在三种磷脂多层膜中的定位研究
  • 3.4 TMD1-5在三种磷脂多层膜中的取向研究
  • 3.4.1 第一至第五跨膜区在POPG中的取向研究
  • 3.4.2 TMD1-5在POPG/POPC 1:3混合膜中的取向研究
  • 3.4.3 TMD1-5在POPC中的取向研究
  • 3.5 结果与讨论
  • 3.6 实验得出的拓扑模型与threading法得出的模型的比较
  • 3.7 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 Slcllal TMD1-5在凝胶相磷脂膜中的结构和取向研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 TMD1-5在磷脂DPPG和DPPC中的二级结构研究
  • 4.3 TMD1-4在DPPG和DPPC磷脂膜中的定位研究
  • 4.4 TMD1-5在DPPG和DPPC磷脂膜中的取向研究
  • 4.5 结果讨论
  • 4.6 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 胆固醇对Slcllal TMD1-5在磷脂膜中结构和取向的影响
  • 5.1 引言
  • 5.2 胆固醇对TMD1-5二级结构的影响
  • 5.3 胆固醇对Slcllal TMD1-4在磷脂膜中定位的影响
  • 5.4 胆固醇对Slcllal TMD1-5在磷脂膜中的取向的影响
  • 5.5 结果讨论
  • 5.6 本章小结
  • 参考文献
  • 附录
  • 作者简历
  • 在读期间发表的学术论文
  • 待发表的论文
  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 相关论文文献

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