脫乙酰葡甘聚糖自卷及簇集中的疏水驅(qū)動及用于DNA電泳分離的基礎(chǔ)研究.pdf

1、中性多糖溶膠-凝膠體系中，除氫鍵作用外，評估其它次級相互作用的角色和貢獻(xiàn)，是糖化學(xué)研究必須回答的基本科學(xué)問題。脫乙酰魔芋葡甘聚糖(DeacetylatedKonjac Glucomannan，d-KGM)在自卷、簇集及溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變中的驅(qū)動力及維系力的本質(zhì)，至今仍是魔芋科學(xué)中懸而未決的難題。為價(jià)格逐年趨高的魔芋找到針對其優(yōu)勢的高值利用途徑，亦是產(chǎn)業(yè)升級的必然要求。
　　 本研究利用采用粘度法、TPA分析初步探討從極稀至濃溶液的

2、濃度范圍內(nèi)，d-KGM發(fā)生自卷、簇集及凝膠中疏水作用存在的可能性；并利用光譜探針剛果紅的熒光光譜、CD、UV-Vis等對其進(jìn)一步討論。研究著重利用芘熒光探針技術(shù)，結(jié)合AFM在納米尺度上的圖像分析，對疏水相互作用存在性進(jìn)行了確證和粗略度量。最后嘗試將d-KGM用于生物分離的凝膠電泳基質(zhì)組成物，以探索疏水作用對生物分離的可能影響，亦為發(fā)展一種低成本、低電內(nèi)滲、高效率的新型凝膠基質(zhì)奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、NaCl、Ca

3、Cl2、Na2SO4、NNO3溶液濃度增加，d-KGM分子尺寸的減小，減小幅度Cl-＞SO42-＞NO3-、Ca2+＞Na+;低濃度的尿素因可破壞少量氫鍵而特性粘度略增，但高濃度時(shí)反而迅速降低，表明自卷并非僅為氫鍵作用加強(qiáng)所致；極稀濃度的SDS使d-KGM表觀分子尺寸顯著增加，提示d-KGM自卷體中可能存在疏水微區(qū)并與SDS的疏水端發(fā)生共簇集。
　　 2、尿素因氫鍵開裂作用使凝膠體的硬度急劇下降，而凝膠體的彈性和內(nèi)聚性幾無變化，

4、表明維系凝膠整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（硬結(jié)構(gòu)）的，還有另一種較強(qiáng)作用力；添加低于0.08 moVL SDS的d-KGM凝膠，其硬度、彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)力均有所上升，提示SDS可能參與硬結(jié)構(gòu)中疏水微區(qū)的形成，加強(qiáng)了疏水作用。溫度提高可顯著提高凝膠硬度、內(nèi)聚性等，并在約65℃達(dá)到高點(diǎn)，證實(shí)維系凝膠的主要作用力肯定不是氫鍵作用，其表現(xiàn)類似于蛋白質(zhì)的疏水作用的理論。
　　 3、KGM與d-KGM的動態(tài)接觸濃度(Cs)分別為0.55g/L和0.65g

5、/L，臨界接觸濃度(Ce)分別為5.60g/L和4.50g/L。CD和熒光光譜分析表明脫乙酰導(dǎo)致KGM分子非對稱立體構(gòu)象的加強(qiáng)和分子結(jié)構(gòu)從無序到部分有序的顯著構(gòu)象轉(zhuǎn)變；UV-Vis表明d-KGM的有序結(jié)構(gòu)與螺旋結(jié)構(gòu)顯著不同，再次提示疏水作用存在的可能性。
　　 4、添加了芘探針的d-KGM極稀及亞濃溶液中，I1/13隨d-KGM濃度增加而下降，確證了疏水相互作用的存在，但由于d-KGM缺少疏水基團(tuán)，疏水相互作用較弱，I1/13降

6、幅較小。Na2SO4可被認(rèn)為是d-KGM的解簇劑，NaCl和NaNO3則可認(rèn)為是促簇劑；濃度大于1.00mol/L的尿素，減弱了d-KGM分子間的疏水相互作用，SDS與d-KGM分子間存在著較強(qiáng)共簇集作用，促進(jìn)d-KGM疏水微區(qū)更多生成。
　　 5、AFM圖像表明，完全脫乙酰后KGM強(qiáng)烈的自卷曲，形成了穩(wěn)定的圓錐狀結(jié)構(gòu)；芘探針存在于圓錐狀d-KGM的項(xiàng)部，分子間疏水作用促進(jìn)了芘探針的增溶；添加尿素后，d-KGM分子無規(guī)則堆積但仍

7、有相當(dāng)部分維持了其球狀構(gòu)象，表明低濃度的尿素并不影響疏水相互作用；SDS則可與d-KGM形成了規(guī)律排列的復(fù)合體，聚集體仍是由球狀分子，但尺寸更大，高度4-5nm，估計(jì)為SDS與d-KGM疏水締合的體現(xiàn)。
　　 6、d-KGM的加入使AG凝膠的電內(nèi)滲值明顯降低，添加0.75％的d-KGM時(shí)已經(jīng)近似為零，凝膠電泳后均一性亦較純AG凝膠亦有極大改善；不同分子量DNA的擴(kuò)散系數(shù)因d-KGM的加入，混合凝膠擴(kuò)散系數(shù)增幅變小，但混合凝膠的擴(kuò)