細胞色素c自組裝納米膠團結構模擬過氧化物酶研究.pdf

1、本研究基于膠團酶模型原理，以細胞色素c（Cytochrome c，Cyt c）為活性中心，系統(tǒng)選取癸基硫酸鈉（SDeS）、十二烷基硫酸鈉（SDS）和十二烷基肌氨酸鈉（SLS）三種陰離子表面活性劑，十二烷基三甲基氯化銨（ DTAC）、十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）三種陽離子表面活性劑共計六種表面活性劑形成納米膠團，使二者構建納米膠團模擬過氧化物酶。采用紫外可見光光譜法、圓二色譜法、電化學等研究手段，對六

2、種典型膠團結構模擬過氧化物酶的結構變化、催化條件、酶促動力學、抗逆性、電化學機制及性質(zhì)等方面進行考察。實驗發(fā)現(xiàn)，六種模擬酶活性中心細胞色素c的構象發(fā)生明顯變化，血紅素的暴露程度和周圍微環(huán)境的疏水性在加入表面活性劑后得到提升，導致酶活性增強。進一步研究，陰、陽離子表面活性劑納米膠團模擬過氧化物酶分別以SDeS和CTAB為代表，它們的二級結構中有利于增強酶催化活性和空間對稱性的反平行結構和β-轉角結構，比例均有不小幅度的增加，所有二級結構比

3、例隨模擬酶所處條件的不同小幅度變動甚至不變。
　　本文對模擬酶催化條件的測試中，陰離子表面活性劑納米膠團模擬過氧化物酶最適 pH為10（SLS為5和10），其催化活性在超出表面活性劑臨界膠束濃度后基本不變。而陽離子表面活性劑納米膠團模擬過氧化物酶最適 pH為8，其催化活性在超出表面活性劑臨界膠束濃度后出現(xiàn)一個平臺期，隨著表面活性劑濃度的繼續(xù)增加逐步下降。對六種模擬酶進行光譜動力學測試均表現(xiàn)出較高的過氧化物催化活性及效率，模擬酶動力

4、學參數(shù)隨細胞色素c濃度的變化而變化。其中最優(yōu)秀的是SDeS納米膠團模擬過氧化物酶，Km為6.747μmol/L，催化效率達到0.0861μM-1s-1，是天然辣根過氧化物酶的119％。在對高濃度過氧化氫的抗逆性測試中，各人工酶測得抑制常數(shù)ki均高于天然酶，表明模擬酶對過氧化氫的抗逆性更強。其中陽離子表面活性劑納米膠團模擬過氧化物酶ki高于陰離子，其結構變化也能證明這一點。電化學研究中本文選取表現(xiàn)優(yōu)異的SDeS-Cytc納米膠團模擬過氧化

5、物酶與羥基化富勒烯（HFs）混合制成納米復合薄膜修飾于玻碳電極表面進行測試。結果表明模擬酶單層排布于電極表面并與電極發(fā)生了直接電子轉移，為固化機制，電子傳遞速率 ks高達14.3±0.1 s-1。對修飾電極進行電化學動力學測試考察其對過氧化氫的響應，線性響應范圍為5μmol/L-1400μmol/L，檢測限是5μmol/L，表觀米氏常數(shù)Kmapp為0.57±0.06μmol/L，為第三代生物傳感器研制、為新型過氧化氫生物傳感器開發(fā)提供思