【摘要】：肌動(dòng)蛋白是細(xì)胞中三種主要細(xì)胞骨架蛋白之一。它在體內(nèi)保持一種聚合和解聚的動(dòng)態(tài)平衡,在體外能對(duì)抗解聚,這對(duì)于使用肌動(dòng)蛋白形成纖維狀結(jié)構(gòu)域或納米線是非常重要的。肌動(dòng)蛋白納米器件的構(gòu)建研究多為一維納米線,二維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建研究較為缺乏。本文研究了納米機(jī)械力誘導(dǎo)和表面促進(jìn)自組裝的機(jī)制,利用原子力顯微鏡(AFM)針尖誘導(dǎo)肽(Pepll)和蛋白(Actin)在特定的表面上組裝成納米模板,探討了在液體/膜界面上機(jī)械力如何影響液體/膜界面的肌動(dòng)蛋白聚合行為。采用構(gòu)建肌動(dòng)蛋白-磷脂膜作用模型的方式,在不借助肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白和聚合溶液的情況下,肌動(dòng)蛋白單體在陽(yáng)離子磷脂膜的表面誘導(dǎo)和外部納米機(jī)械力的共同作用下聚合成雙螺旋纖維狀肌動(dòng)蛋白。結(jié)合熒光光譜法分析了磷脂脂質(zhì)體在溶液條件下與肌動(dòng)蛋白的相互作用,發(fā)現(xiàn)無(wú)論是在界面上還是在液體中,正電磷脂都能誘導(dǎo)肌動(dòng)蛋白單體組裝形成纖維。本論文主要提供了一種操控多肽組裝和蛋白質(zhì)聚合成二維納米圖案的方法。使用原子力顯微鏡的探針對(duì)樣品進(jìn)行操縱,在云母和磷脂膜表面上形成納米圖案。原子力顯微鏡的納米機(jī)械力和不同脂質(zhì)成分組成的陽(yáng)離子帶電磷脂雙層膜,加快了多肽和蛋白質(zhì)自組裝速率,使其在基底特定區(qū)域形成長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的納米纖維結(jié)構(gòu)。此方法簡(jiǎn)單易行,可在特定襯底上制備和構(gòu)建蛋白相關(guān)的納米級(jí)圖案和模板。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1
【圖文】：

１－１腸上皮細(xì)胞細(xì)胞膜與微絲結(jié)合處的電子顯蛋白（ｆｉｂｒｏｕｓａｃｔｉｎ，Ｆ－ａｃｔｉｎ）是由單體肌動(dòng)的。在生物體內(nèi)，肌動(dòng)蛋白通常以單體與多ｋＤａ，由有３７５個(gè)氨基酸殘基組成的單根鏡下類似球狀，Ｘ射線晶體圖像是瓣?duì)顜В┙Y(jié)合位點(diǎn)、二價(jià)陽(yáng)離子（Ｃａ２＋、Ｍｇ２。白（ａｃｔｉｎ－ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＡＢＰ邋）結(jié)合位在生物體內(nèi)的肌動(dòng)蛋白主要有ＡＴＰ－Ｇ－ａｃｔｉｎ酸結(jié)合的Ｇ－ａｃｔｉｎ變性很快，核苷酸的結(jié)的轉(zhuǎn)換和肌動(dòng)蛋白的組裝過(guò)程有著密切

因?yàn)閱误wＧ－ａｃｔｉｎ有極性，組成的纖維時(shí)朝向一致，故Ｆ－ａｃｔｉｎ也有極性，狹逡逑縫中的ＡＴＰ結(jié)合位點(diǎn)暴露在溶液里的一端是（＿）端，另一端為（＋）端，正端的逡逑裝配速度快。肌動(dòng)蛋白在體外的組裝分為三個(gè)連續(xù)的階段（圖１－３）邋［１８，１９］，第一逡逑個(gè)成核階段的標(biāo)志是Ｇ－ａｃｔｉｎ聚集成短而不穩(wěn)定的寡聚體，當(dāng)寡聚體達(dá)到一定長(zhǎng)逡逑度（三聚體或四聚體）時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行穩(wěn)定的組裝階段。第二個(gè)延伸階段，隨著逡逑肌動(dòng)蛋白單體在寡聚體上的疊加，纖維長(zhǎng)度迅速增加，溶液中Ｇ－ａｃｔｉｎ的濃度逐逡逑漸降低，直到纖維和單體之間達(dá)到平衡。在第三個(gè)穩(wěn)態(tài)階段，游離的Ｇ－ａｃｔｉｎ單逡逑體開(kāi)始只交換纖維末端的單體，在正端添加負(fù)端分離，纖維的總質(zhì)量上沒(méi)有凈變逡逑化，Ｇ－ａｃｔｉｎ和Ｆ－ａｃｔｉｎ的濃度達(dá)到平衡，此現(xiàn)象被稱為“踏車（ｔｒｅａｄｍｉｌｌｉｎｇ）”現(xiàn)逡逑象（圖１邋－４邋）［２＜）］。此時(shí)體系中剩余Ｇ－ａｃｔｉｎ的濃度稱為臨界濃度（ｃｒｉｔｉｃａｌ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，逡逑Ｃｃ）

邐Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ邐Ｓｔｅａｄｙ邋ｓｔａｔｅ逡逑圖１－３肌動(dòng)蛋白組裝三階段示意圖。成核階段（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ），ＡＴＰ－Ｇ－ａｃｔｉｎ邋（橙色）聚合成寡逡逑聚體（紫色）；伸長(zhǎng)階段（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ），Ｆ－ａｃｔｉｎ兩級(jí)同時(shí)在組裝，在寡聚體的基礎(chǔ)上快速伸長(zhǎng)逡逑成纖維；穩(wěn)態(tài)階段（ｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ），正極組裝速度和負(fù)極解聚速度達(dá)到平衡，微絲長(zhǎng)度不變。逡逑Ｃｑ邋＞邋Ｇ－ａｃｔｉｎ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋＞邋Ｃｊ逡逑㈠邋（＋）逡逑圖１－４肌動(dòng)蛋白組裝的“踏車（ｔｒｅａｄｍｉｌｌｉｎｇ）”現(xiàn)象。踏車現(xiàn)象主要在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)，逡逑先組裝的單體（綠色）從正極組裝到負(fù)極走向分離，纖維的長(zhǎng)度在動(dòng)態(tài)中達(dá)到平衡。［１６］逡逑微絲主要成分是肌動(dòng)蛋白纖維，不過(guò)體外環(huán)境組裝的肌動(dòng)蛋白纖維和體內(nèi)微逡逑絲的復(fù)雜性并不能比較，微絲在體內(nèi)有各類結(jié)合蛋白的輔助以構(gòu)成有序的三維微逡逑絲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，參與細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)，體內(nèi)有上百種結(jié)合蛋白影響著微絲的結(jié)構(gòu)逡逑和功能

【參考文獻(xiàn)】

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1 張學(xué)強(qiáng);肌動(dòng)蛋白在固液界面的組裝行為及機(jī)械力對(duì)組裝過(guò)程的影響探究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所);2016年

2 吳富根;兩親性分子自組裝聚集體的相變及其區(qū)域協(xié)同性[D];清華大學(xué);2011年

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1 芮龍飛;液相和凝膠相單層磷脂膜在還原氧化石墨烯表面的自組裝[D];蘇州大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2805754