新穎表面活性劑對牛血清蛋白（BSA）結(jié)構(gòu)的影響研究.pdf

1、表面活性劑與蛋白質(zhì)的相互作用研究有重要的理論和實際意義。首先，二者都是日用化學(xué)品中常用的物質(zhì)，其相互作用廣泛存在，所以表面活性劑對蛋白質(zhì)的影響必須考慮，例如球型蛋白由于其具有催化酶反應(yīng)、表面吸附、結(jié)合其他分子和形成分子聚集體的能力，被用作多種食品、護膚品和制藥產(chǎn)品的功能成分；其次，由于蛋白質(zhì)不構(gòu)成同系物，不同的蛋白質(zhì)的性質(zhì)有非常大的區(qū)別，所以蛋白質(zhì)與表面活性劑相互作用的一些研究成果并不具有普適性；再次，隨著一些新型表面活性劑，比如糖胺類

2、表面活性劑、含氟表面活性劑的研究和應(yīng)用的逐漸增加，它們對于蛋白質(zhì)的影響尚屬于未知的領(lǐng)域，正是基于以上的原因，表面活性劑與蛋白質(zhì)相互作用的研究一直非?；钴S。 近年來，這一領(lǐng)域的研究主要集中在三個方面：表面活性劑與蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)性質(zhì)的變化；表面活性劑與蛋白質(zhì)混合溶液的相行為；表面活性劑與蛋白質(zhì)的界面吸附。此類研究中，相對于陰離子型表面活性劑，陽離子型表面活性劑與蛋白質(zhì)的的相互作用研究較少，而一些新型的表面活性劑如含氟的

3、表面活性劑、糖胺類表面活性劑對蛋白質(zhì)的影響尚處于摸索階段。本論文選擇牛血清蛋白(BSA)，研究了其與糖胺類表面活性劑、陰離子全氟表面活性劑以及陽離子碳氫表面活性劑的相互作用。本論文共分四部分。 第一部分：概述了研究表面活性劑和蛋白質(zhì)相互作用的重要意義，綜述了蛋白質(zhì)與表面活性劑相互作用的研究進展和存在的問題。 第二部分：選擇了一種糖胺類陰離子表面活性劑蔗糖-葡萄糖-6-羧酸鈉-果糖-6-羧酸鈉-1-(N-十二烷基甲酰胺)(

4、SDAD)，研究了其與BSA的相互作用，同時選擇了已廣泛研究的具有相同疏水鏈的SDS作比較。表面張力、電導(dǎo)和zeta電位等實驗結(jié)果表明：SDAD與BSA發(fā)生了締合作用，與SDS相比，這種締合作用更依靠疏水作用力相結(jié)合。SDAD/BSA混合體系的熒光結(jié)果表明：加入SDAD后蛋白質(zhì)的熒光強度先急劇降低后又開始增強，同時，蛋白質(zhì)的熒光峰從348nm藍移至330nm附近CD光譜結(jié)果表明：當(dāng)SDAD的濃度達到1mM時，蛋白質(zhì)的α-螺旋的含量從44

5、.3％下降到31.4％，同時p-折疊的含量從21.7％上升到32.6％，說明蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。SDAD/BSA混合體系與SDS/BSA混合體系的動態(tài)光散射結(jié)果相似：隨著表面活性劑濃度的增加除了4.6 nm左右的半徑分布外，在較大位置出現(xiàn)半徑分布，并且隨著表面活性劑濃度增加，這個半徑分布向較大方向移動，直到1080 nm左右穩(wěn)定，并且當(dāng)表面活性劑在蛋白質(zhì)上的結(jié)合達到飽和后，會出現(xiàn)一個獨立的半徑分布，即溶液中形成的自由表面活性劑膠束

6、的水動力學(xué)半徑。通過SDS/BSA混合體系的負染色透射電鏡照片，可以非常清晰地看出BSA結(jié)構(gòu)隨SDS濃度增大的變化過程，并且觀察到了蛋白質(zhì)展開后的“珠鏈”結(jié)構(gòu)，與SDS不同，SDAD/BSA混合體系的負染色電鏡結(jié)果顯示在表面活性劑濃度較大時，體系呈現(xiàn)一種交聯(lián)結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果說明蛋白質(zhì)與SDAD形成了締合物，并導(dǎo)致了蛋白質(zhì)的變性。 第三部分：選擇了陰離子全氟辛酸鈉(SPFO)，利用電導(dǎo)、zeta電位、熒光光譜和CD光譜等技術(shù)研究了S

7、PFO與BSA的相互作用，同時選擇了辛酸鈉(SO)進行了比較研究。電導(dǎo)和zeta電位的結(jié)果表明：SPFO和SO都可以結(jié)合在BSA上。SO/BSA混合體系的熒光光譜結(jié)果表明：加入表面活性劑SO會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的熒光強度降低，濃度大于1mM后，蛋白質(zhì)的熒光強度開始恒定，直到表面活性劑的濃度接近15mM，在這個階段蛋白質(zhì)的熒光峰位并沒有發(fā)生明顯的變化。當(dāng)SO的濃度大于20mM后，蛋白質(zhì)的熒光強度又開始降低，直到表面活性劑的濃度大于100mM后恒定

8、，同時蛋白質(zhì)的熒光峰發(fā)生藍移，從348nm左右變化到335nm左右。與SO/BSA混合體系不同，在SPFO/BSA體系中，當(dāng)表面活性劑濃度很低時(＜1mM)，隨著SPFO濃度增加，蛋白質(zhì)的熒光強度急劇降低，同時蛋白質(zhì)的熒光發(fā)射峰發(fā)生藍移，從348nm左右變化到328nm左右。當(dāng)SPFO的濃度為1-10mM時，蛋白質(zhì)的熒光強度基本不變，當(dāng)濃度大于10mM后，隨著濃度進一步增大，蛋白質(zhì)的熒光強度又開始降低，直到達到30mM后恒定，同時蛋白質(zhì)

9、熒光發(fā)射峰位紅移，從328nm左右變化到340nm左右。SO/BSA混合體系的CD光譜表明：當(dāng)SO的濃度大于15mM時，隨著濃度的升高蛋白質(zhì)的α-螺旋、β-折疊的量發(fā)生變化，但變化的幅度不大，當(dāng)表面活性劑的濃度達到100mM時，蛋白質(zhì)的α-螺旋的含量從45.3％下降到36.8％，同時β-折疊的含量從22.4％to 31.6％。與SO不同，SPFO/BSA混合體系的CD光譜結(jié)果表明：SPFO的濃度達到5mM時，蛋白質(zhì)的α-螺旋的含量從45

10、.3％下降到27.1％，同時從22.4％增加到33.1％，這表明在表面活性劑的存在下，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。實驗結(jié)果表明SO、SPFO都會結(jié)合在蛋白質(zhì)上，但SPFO可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)的展開，而SO只能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生較小的變化。 第四部分：選擇了陽離子十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)，利用電導(dǎo)、表面張力、熒光光譜、CD光譜和動態(tài)光散射等技術(shù)研究了TTAB與BSA的相互作用。電導(dǎo)、表面張力的結(jié)果表明：TTAB可以結(jié)合在BSA

11、上。TTAB/BSA混合體系熒光結(jié)果表明：加入TTAB會引起蛋白質(zhì)熒光強度較大幅度下降，當(dāng)TTAB的濃度大于0.6mM，后，蛋白質(zhì)的熒光強度又開始上升，直到表面活性劑的濃度接近2mM后趨于穩(wěn)定。且蛋白質(zhì)的熒光峰出現(xiàn)藍移，從345nm變左右化到329nm左右℃D光譜結(jié)果表明：當(dāng)TTAB的濃度達到5mM時，蛋白質(zhì)的α-螺旋的含量從45.3％下降到19.1％，同時β-折疊的量從22.4％增加到38.3％，這說明了蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化。動態(tài)光散