稀土與蛋白質(zhì)之間的相互作用.pdf

1、稀土在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療領域中的廣泛應用,會不可避免地進入生態(tài)環(huán)境,經(jīng)食物鏈等渠道進入動物和人體體內(nèi)。蛋白質(zhì)是各類生命的基本物質(zhì),擔負著各種生理功能,從整體上維持生物體新陳代謝活動的進行。研究稀土與蛋白質(zhì)之間的作用機理,可為稀土資源安全利用提供理論基礎。本論文采用電化學方法、紫外-可見吸收光譜法、熒光光譜法手段研究了銪與胰蛋白酶、血紅蛋白、胃蛋白酶以及十五種稀土元素離子與葡萄糖氧化酶之間的相互作用機理,探討了稀土與蛋白質(zhì)之間的作用機理。首

2、先,論文簡要概述了稀土的應用領域及發(fā)展趨勢、小分子與蛋白質(zhì)作用及稀土與蛋白質(zhì)和酶作用的研究進展,提出了本文的立題意義及研究內(nèi)容。第二章考察了稀土鑭系氯化物在pH7.4的緩沖溶液中的電化學性質(zhì),并用Randles-Sevcik公式分別計算了Eu(III)在pH7.4Tris-HCl緩沖溶液中和pH2.0的HCl溶液中的擴散系數(shù)。第三至第五章選用胰蛋白酶、血紅蛋白、胃蛋白酶作為模型,采用電化學方法、紫外-可見吸收光譜法以及熒光光譜法,分別考

3、察了在人體生理pH條件下,銪對這幾類蛋白質(zhì)的作用。首先考察了在不同濃度的三種蛋白質(zhì)存在下,Eu(III)的電化學性質(zhì)。循環(huán)伏安測試結(jié)果表明由于二者相互作用而導致了銪的氧化還原峰電流降低,峰電流的降低值同蛋白質(zhì)的加入量在一定濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系;熒光光譜說明Eu(III)對所選模型蛋白均有較強的熒光猝滅作用,通過Stem-Volmer方程計算出熒光猝滅常數(shù)遠大于猝滅劑對生物大分子的最大擴散碰撞常數(shù),表明Eu(III)對三種蛋白質(zhì)的

4、熒光猝滅為生成復合物的靜態(tài)猝滅。通過循環(huán)伏安法和Lineweaver-Burk線性方程得到了銪和胰蛋白酶、血紅蛋白、胃蛋白酶之間的結(jié)合位點數(shù)都近似為1。紫外-可見吸收光譜顯示,隨著Eu(III)濃度的增加,胰蛋白酶、血紅蛋白、胃蛋白酶在某些吸收峰處的吸光度發(fā)生了變化,吸收峰波長藍移,說明銪的加入改變了三種蛋白質(zhì)的構(gòu)象。第六章采用nafion膜將葡萄糖氧化酶修飾在玻碳電極表面,在不同濃度稀土的緩沖溶液中進行了循環(huán)伏安研究。隨著稀土的加入,

5、葡萄糖氧化酶的峰電流逐漸變小,峰電位差變大,說明可逆性變差,推斷稀土的加入改變了蛋白質(zhì)的構(gòu)象。熒光光譜表明稀土對葡萄糖氧化酶有較強的熒光猝滅作用,猝滅機理為靜態(tài)猝滅,并用上述方法計算了稀土和葡萄糖氧化酶之間的結(jié)合位點數(shù)。第七章對稀土與蛋白質(zhì)的結(jié)合位點進行了探討。采用循環(huán)伏安法和熒光光譜法考察了銪與色氨酸之間的相互作用。循環(huán)伏安法結(jié)果表明銪與色氨酸生成了復合物。銪對色氨酸有較強的熒光猝滅作用,由此推斷銪與色氨酸中熒光發(fā)色團吲哚環(huán)上的N發(fā)生