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文件名称:Fe3+、Al3+等金属离子与CALB和PCL相互作用的研究.pdf
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更新时间:2025-03-20
总字数:约14.82万字
文档摘要

中文摘要

金属离子作为生物体内重要的微量元素,在生物体内广泛参与调控各种生命过

程,如酶催化、信号传导、基因表达等。因此,蛋白质与金属离子之间的相互作用不

仅对于生物体内的正常生理功能至关重要,而且在疾病发生和药物设计等方面也具

有重要的影响。然而对于不同金属离子与脂肪酶之间相互作用的微观表征研究却很

少,因此本文运用多种光谱法以及分子动力学等分析手段,对CALB和PCL与Fe3+、

Al3+、Fe2+的相互作用进行了深入探讨。主要内容和结果如下:

首先,我们通过多种光谱法探讨了不同金属离子(Zn2+、Mg2+、Cu2+、Al3+和Fe3+)

与两种脂肪酶(CALB和PCL)的相互作用。我们对金属离子如何影响CALB和PCL

的结构构象、官能团的微环境特性以及聚集行为进行了全面的研究。发现了:Al3+、

Fe3+、Cu2+的加入导致CALB和PCL氨基酸残基的芳香杂环疏水基团暴露,使CALB

和PCL在285nm处的吸光度显著增加;Al3+、Fe3+的加入明显促进了CALB从α-螺

旋向β-折叠的结构转变,降低了二硫键的稳定性,诱导了α-螺旋结构的展开。

其次,根据以上的研究成果,我们筛选出对这两种脂肪酶(CALB和PCL)影响

较大的两种金属离子,即Fe3+和Al3+。采用多光谱技术研究了Al3+、Fe3+与PCL和

CALB的相互作用。还通过分子动力学和分子对接研究,以进一步了解Al3+、Fe3+与

这两种脂肪酶的相互作用之间存在的性质。荧光结果说明,Al3+、Fe3+猝灭CALB的

荧光为静态猝灭机制。Al3+、Fe3+与PCL的相互作用也有相同的趋势。除了猝灭机制

的类型外,分子对接结果表明,Fe3+与PCL和CALB的结合发生在色氨酸部分附近

且Fe3+对PCL和CALB的结合亲和力高于Al3+。得出Fe3+对PCL和CALB的稳定

性影响最大。分子动力学结果表明,相比Al3+,Fe3+也比较能够明显的降低PCL和

CALB的结构稳定性。

最后,我们研究了相同金属的不同价态离子(如Fe2+和Fe3+)对这两种脂肪酶的

影响是否一致,并对Fe2+和Fe3+与PCL和CALB的相互作用进行了比较。结果发现

还是Fe3+对PCL和CALB的稳定性影响最大。

关键词:金属离子;脂肪酶;光谱法;分子动力学;稳定性

I

目录

中文摘要I

AbstractIII

1文献综述及选题背景1

1.1引言1

1.2脂肪酶1

1.2.1CALB和PCL的结构特性1

1.2.2CALB和PCL的催化特性3

1.3脂肪酶的应用5

1.4酶活性调控5

1.4.1小分子诱导调控6

1.4.2金属离子诱导调控6

1.5蛋白质与小分子间相互作用的研究方法7

1.5.1圆二色光谱法7

1.5.2紫外可见吸收光谱法7

1.5.3荧光光谱法8

1.5.4同步荧光光谱法8

1.5.5傅里叶变换红外光谱法9

1.5.6分子对接9

1.5.7分子动力学模拟9

1.6选题思路及研究内容10

1.6.1选题思路10

1.6.2研究内容10

1.7本课题的创新点12

2不同金属离子与CALB和PCL相互作用的研究13

2.1引言13

2.2实验试剂和仪器13

2.2.1主要化学试剂13

2.2.2实验主要仪器14

2.3实验方法14