论文部分内容阅读
电化学技术已广泛应用到生命物质的组成和形态的分析等领域，在研究生命过程中的电化学现象以及外电场对不同生物体系的影响方面更是体现出独特的优势。蛋白质是构成生命的基本要素，几乎所有重要的生命过程都涉及蛋白质与受体、配体等诸多效应分子的相互作用。因此，研究蛋白质的电化学行为，在此基础上探讨蛋白质与效应物之间的相互作用，对于揭示生命化学的本质有着十分重要的理论及现实意义。本论文采用以蛋白膜伏安法为主的电化学技术，结合其它实验手段，开展了以下几个方面的工作。
1、钙离子对诱导型一氧化氮合成酶与钙调蛋白之间相互作用影响的研究使用聚乙烯亚胺膜包埋的方法，首先得到了诱导型一氧化氮合成酶全酶在热解石墨电极上的直接电化学行为。在此基础上证实了钙调蛋白对于诱导型一氧化氮合成酶电子传递活性有显著的促进作用。同时，研究发现结合了钙离子的钙调蛋白能够激活诱导型NO合成酶两个核黄素辅基之间的电子传递行为。在pH7.0的条件下，黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和黄素单核苷酸(FMN)的表观标准电位(E°’)分别为-470mV和-284mV。进一步研究结果表明，结合了足够浓度钙离子的钙调蛋白对于诱导型NO合成酶内部的电子传递反应有着很好的促进作用。
2、环腺苷酸对蛋白激酶A异构调节作用的电化学研究利用聚乙二醇包埋蛋白激酶A固定在热解石墨电极上，通过观察电化学探针铁氰化钾的氧化还原电流的变化研究了环腺苷酸对于蛋白激酶A的异构调节作用。结果表明，各种浓度水平的环腺苷酸对蛋白激酶A表现出不同的调节效应。与环腺苷酸结构相似的效应分子的对比实验则表明，该电化学体系下环腺苷酸和蛋白激酶A的相互作用有着极高的亲和力和选择特异性。该研究发展了一种利用电化学技术来快速灵敏地检测信号传导网络里蛋白与其受体之间相互作用的手段。
3.膜联蛋白V与卵磷脂的相互作用及其离子通道行为的电化学研究使用铁氰化钾和二联吡啶钌两种电化学探针，采用电化学手段研究了膜联蛋白V与卵磷脂双层仿生膜的相互作用。结果表明，嵌入在双层磷脂膜内的膜联蛋白V表现出显著的离子通道特征。同时，作者对膜联蛋白在磷脂膜内的浓度及其体系内钙离子和pH值的变化等外部条件对于膜联蛋白的离子通道行为的影响均作了考察。该研究提供了较好的模型用电化学手段研究其它具有类似离子通道行为的蛋白分子。
4.过氧亚硝酸盐对血红蛋白过氧化物酶活性的影响采用紫外可见光谱和电化学的手段研究了不同浓度过氧亚硝酸盐处理过后的血红蛋白构象和功能的改变。首先，基于蛋白膜伏安法的运用，作者考察了不同浓度的过氧亚硝酸盐对于血红蛋白过氧化氢酶活性的调节作用。其次，通过紫外可见光谱表征了过氧亚硝酸盐对于血红蛋白的血红素中心的影响，在此基础上作者选取不同浓度的过氧亚硝酸盐处理待修饰的血红蛋白，依次得到了血红蛋白对于过氧化氢不同的催化活性。
5.半胱天冬氨酸蛋白酶与底物多肽的反应及其在检测凋亡细胞中的应用半胱天冬氨酸蛋白酶(Caspases)家族，特别是Caspase-3，在细胞凋亡的诱发和执行过程中起着关键作用。作者设计了一个由电活性物质二茂铁和螺旋型九肽组成的电化学探针，这段二茂铁多肽(Fc-GDGDEVDGC)上包含了Caspase-3的识别作用位点Asp-Glu-Val-Asp，经过酶切后含有二茂铁的肽段会脱离电极表面，电化学信号就会有大幅度下降，因此通过二茂铁的电信号的有或无可以很方便地显示Caspase-3对底物多肽的酶切活性，进而可以应用于细胞凋亡的检测。不同于已有的凋亡检测手段，这个方法不需要任何荧光物质，并具有简单、灵敏、直观的优点。