膠原多肽的核磁和熒光研究.pdf

1、作為哺乳動物中含量最豐富的蛋白質(zhì)，膠原蛋白是皮膚、骨骼、肌腱、角膜、軟骨和韌帶等結締組織的主要組成成分。膠原蛋白為結締組織提供一個具有合適機械強度的分子支架，并具有高度生物活性，調(diào)控細胞粘附，遷移，分化等生物功能。膠原蛋白的突變或降解，與成骨不全癥，關節(jié)炎，血栓癥，癌癥等多種疾病息息相關。因此，研究膠原蛋白的結構和新型的分析檢測方法，對膠原相關疾病的診斷和治療具有重要的理論意義和應用價值。本論文利用核磁共振方法研究膠原蛋白重要位點的結構

2、特征，并開發(fā)新型的熒光方法檢測膠原蛋白經(jīng)典的三重螺旋結構，推動了我們對膠原蛋白結構，功能和疾病的理解。
　　1.利用核磁共振方法研究膠原蛋白重要位點的結構和動力學。纖維膠原蛋白完美的保守(Gly-X-Y)n的重復序列模式，即使一個單一的甘氨酸突變也會導致成骨不全癥等疾病。而非纖維膠原蛋白中發(fā)現(xiàn)大量的天然中斷位點，它們被認為具有重要的生物學功能。天然中斷序列和甘氨酸突變一樣都會破壞膠原蛋白(Gly-X-Y)n的重復序列模式，卻導致了

3、完全不同的生物學后果。在生物信息學分析的基礎上，我們設計了兩組膠原多肽分別來模擬Gly-Ala和Gly-Ser突變位點和具有相似序列的天然中斷位點。我們整合利用核磁共振，圓二色譜和分子模擬技術，比較了膠原多肽突變位點和中斷位點的穩(wěn)定性、結構、動力學和折疊的差異性，為膠原蛋白中斷位點和甘氨酸突變的不同生物角色在分子層面提供了解釋。
　　2.建立膠原蛋白三重螺旋結構新的檢測方法。膠原蛋白三重螺旋結構的檢測依賴于核磁共振和圓二色譜，它們

4、需要較高濃度的樣品，同時需要昂貴的同位素標記或者顯著的熱穩(wěn)定性差異。我們新建立的熒光方法只需要極少量的非同位素標記的樣品，克服了傳統(tǒng)方法的缺陷，可以更靈敏高效地檢測膠原蛋白三重螺旋結構。我們利用一端熒光標記的多肽形成同源和異源三聚體時不同的熒光自猝滅現(xiàn)象，可以在nM水平，檢測膠原多肽是否形成三聚體結構，并確定其精確的螺旋組成。同時，我們建立了一個氧化石墨烯-膠原多肽平臺，可以特異性的識別非折疊狀態(tài)的膠原多肽。這個結構敏感，序列特異的氧化