基于磁鑷單分子操縱技術(shù)的蛋白質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、磁鑷技術(shù)可以在單分子的尺度上對(duì)生物大分子進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)，因此對(duì)于研究蛋白質(zhì)的構(gòu)象轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)問(wèn)題提供了最為直接有效的方法和手段。本課題選用肌聯(lián)蛋白作為單分子實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)蛋白。肌聯(lián)蛋白是一種典型的力學(xué)性蛋白。它連接肌小節(jié)的兩端，在肌肉的被動(dòng)彈性及肌肉收縮中扮演極其重要的角色。之前關(guān)于肌聯(lián)蛋白的單分子力學(xué)研究主要是基于AFM單分子力譜。然而，由于AFM設(shè)備本身在穩(wěn)定性方面的限制，其之前研究的力學(xué)范圍多集中于100pN以上。因此，肌

2、聯(lián)蛋白在0-100pN區(qū)間的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)至今仍是一片空白，而這個(gè)空白的區(qū)間正是生理學(xué)上的力的作用范圍。為了得到肌聯(lián)蛋白在人們最關(guān)心的生理力的條件下的力學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)，我們基于自主搭建的超穩(wěn)定磁鑷對(duì)肌聯(lián)蛋白在0-100pN的區(qū)間進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)并首次觀測(cè)到了肌聯(lián)蛋白折疊去折疊的平衡態(tài)位置。更為重要的是，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)十分反常的現(xiàn)象，在0-22pN這個(gè)小力的區(qū)間內(nèi)，肌聯(lián)蛋白去折疊速率隨著力的增大而減小，換言之，肌聯(lián)蛋白隨著力增大而變得更加穩(wěn)定。

3、這個(gè)結(jié)果與我們宏觀下的直覺(jué)以及之前AFM力譜在大力下的測(cè)量結(jié)果是相反的。為此，我們發(fā)展了基于轉(zhuǎn)變態(tài)彈性的蛋白質(zhì)去折疊理論模型，并成功解釋了這一現(xiàn)象。在以上的研究過(guò)程中，我所完善的使用磁鑷來(lái)研究蛋白質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)變的方法以及最后提出的考慮轉(zhuǎn)變態(tài)彈性的蛋白質(zhì)去折疊理論都將對(duì)整個(gè)蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)的研究產(chǎn)生很大的指導(dǎo)作用。
　　為了使本論文既能起到總結(jié)自己研究生期間的工作成果，又可以對(duì)以后的科學(xué)研究者起到切實(shí)的查閱指導(dǎo)作用，本文將有一定篇幅討論一些