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研究蛋白质/核酸适体和细胞受体/配体的相互作用对于了解生物分子识别、组装和生命活动的分子机制具有重要的意义,从单分子水平上定量表征蛋白质/核酸适体和受体/配体作用目前已经成为生物物理化学的重要领域。本论文主要采用AFM单分子力谱方法,研究了α-凝血酶/核酸适体(aptamer)之间的相互作用,考察了不同碱基序列的aptamer与α-凝血酶之间的作用差异,在测力基础上通过动力学力谱,研究了aptamer/蛋白质复合物的解离过程;同时我们还将AFM单分子力谱应用于活细胞体系细胞膜上受体/配体之间的相互作用研究,研究了小分子抑制剂加入对受体/配体之间的作用力和结合几率的影响,论文具体工作如下:
首先,采用AFM单分子力谱方法研究了α-凝血酶与2种aptamer相互作用,用单分子对法直接测定单对α-凝血酶/aptamer分子问相互作用力。我们在实验室前期的工作基础上进一步研究了α-凝血酶与2个偶连aptamer的相互作用,测定了α-.凝血酶与2种aptamer分别结合时的作用力,并用动力学力谱研究了不同加载速率下α-凝血酶/aptamer的相互作用,发现蛋白质/aptamer复合物的解离过程需要跨越两个能垒,经过一个中间态达到解离终态。
其次,我们用AFM单分子力谱法在活细胞水平研究了转化生长因子TGF-β信号通路中的重要蛋白质TGF-β1与其受体的相互作用,研究了小分子抑制剂加入对受体/配体之间的作用力和结合几率的影响。我们选取HeLa细胞,用单分子力谱法测定了柚皮素加入前后TGFβ1配体与TGFβⅡ型受体(TβRⅡ)受体的结合几率和作用力,发现加入柚皮素后结合几率有着明显的降低,作用力没有明显变化,而白藜芦醇加入后TGFβ1配体与TβRⅡ结合几率没有显著变化,表明柚皮素可以抑制TGFβ1配体与TβRⅡ的结合,而白藜芦醇不能。这是首次用单分子力谱提供了一种基于膜蛋白受体-配体相互作用力的细胞水平上研究抗癌药物的方法,具有操作简便,快速、耗样量小等优势。