蛋白質(zhì)和核酸與小分子的相互作用及其分析應(yīng)用的研究.pdf

1、蛋白質(zhì)和核酸是生命科學(xué)與生物化學(xué)中兩類最重要的生物大分子。蛋白質(zhì)，擔(dān)負(fù)著各種生理功能，從整體上維持生物體新陳代謝活動(dòng)的進(jìn)行，是生物性狀的直接表達(dá)者，而核酸是揭示生命遺傳與變異的主要物質(zhì)。因此，深入研究小分子物質(zhì)與蛋白質(zhì)和核酸的作用機(jī)理，特別是建立蛋白質(zhì)以及核酸快速、簡(jiǎn)便的分析方法，對(duì)分子水平上闡明生命的奧秘等方面具有重要的意義，是當(dāng)前生物分析化學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)。 本論文以分析化學(xué)，生物化學(xué)與生物物理為研究背景，利用熒光技術(shù)、光

2、散射技術(shù)、吸收光譜技術(shù)、圓二色譜技術(shù)、小角散射技術(shù)、核磁共振技術(shù)、掃描電鏡和壓電傳感器等手段研究了小分子與蛋白質(zhì)、核酸的作用機(jī)理，建立了蛋白質(zhì)以及核酸快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、靈敏而選擇性的分析方法。論文共分五個(gè)部分。 論文的第一部分評(píng)述了蛋白質(zhì)和核酸發(fā)光探針的基本原理、研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，以及小分子物質(zhì)與生物大分子相互作用的研究手段等，共引用文獻(xiàn)192篇。 論文的第二部分中，在兩個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)下，研究了morin-Al<'3+>-

3、表面活性劑-蛋白質(zhì)體系的熒光增強(qiáng)效應(yīng)。 論文的第三部分研究了在SDBS和蛋白質(zhì)存在下，陽(yáng)離子染料AO二聚體的形成和解聚過(guò)程，借此提出了靈敏的蛋白質(zhì)熒光光度法。 在論文的第四部分研究中，研究了在中性條件下，morin能夠選擇性地識(shí)別雙螺旋核酸中的魚精子DNA，從而建立了選擇性檢測(cè)魚精子DNA的熒光新方法，檢出限達(dá)到了10<'-10>g/mL。還研究了morin與fsDNA的相互作用，發(fā)現(xiàn)morin與fsDNA之間主要為溝

4、槽式結(jié)合，還存在著分子間作用力。因?yàn)轶w系微環(huán)境的變化(即極性的減小和微粘度的增大)從而使體系熒光大大增強(qiáng);通過(guò)研究morin與fsDNA之間的相互作用機(jī)理，推測(cè)morin可能結(jié)合在fsDNA的富含A(或C，A和C)堿基的溝槽部位。所以桑色素將成為選擇性測(cè)定魚精子DNA的良好熒光探針。 論文的第五部分是利用液隔壓電傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了蛋白質(zhì)明膠在石英表面上的吸附過(guò)程。研究表明，明膠在石英晶體表面的早期吸附過(guò)程可以用一個(gè)包括吸附、脫附

5、和從可逆吸附向不可逆吸附轉(zhuǎn)化等三種基元步驟的模型來(lái)描述。本文提出一種較為簡(jiǎn)單的吸附模型，并用迭代計(jì)算方法求出明膠在石英表面吸附的吸附速率常數(shù)、脫附速率常數(shù)和轉(zhuǎn)化速率常數(shù)。 本論文的主要特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)： 1．研究發(fā)現(xiàn)了桑色素金屬配合物一表面活性劑一蛋白質(zhì)體系的熒光增強(qiáng)效應(yīng)，建立了高靈敏的蛋白質(zhì)定量測(cè)定方法。選擇了陰陽(yáng)離子兩種表面活性劑并且在兩個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)下對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，檢出限達(dá)到了納克水平。 2.詳細(xì)研究了m

6、orin-Al<'3+>-CTAB-BSA體系中相互作用機(jī)理，提出了相互作用模型。在體系中聚陰離子BSA通過(guò)自組裝作用吸附帶正電荷的Al<'3+>羥基絡(luò)合物在其表面上，然后又結(jié)合morin和CTAB形成一個(gè)大的BSA－Al<'3+>-morin-CTAB具有層狀結(jié)構(gòu)的超分子聚集體，而Al<'3+>-morin被夾在BSA-CTAB之間。利用Forster能量轉(zhuǎn)移理論詳細(xì)研究了體系中能量傳遞過(guò)程，計(jì)算出了給受體之間的距離。并且指出了金屬離

7、子在能量傳遞過(guò)程中的重要作用，即通過(guò)“固定橋”的作用為能量傳遞提供了有效的通道。 3．詳細(xì)研究了在SDBS和蛋白質(zhì)存在下，陽(yáng)離子染料AO二聚體的形成和解聚過(guò)程，并且提出了一個(gè)作用模型。指出了由于SDBS與AO能產(chǎn)生“芳環(huán)堆積效應(yīng)”，因而它是促進(jìn)AO形成H-聚集體非常有效的陰離子表面活性劑。 4．研究發(fā)現(xiàn)morin能夠選擇性地識(shí)別雙螺旋核酸中的魚精子DNA，從而建立了靈敏而簡(jiǎn)單的選擇性檢測(cè)魚精子DNA的熒光新方法，檢出