蛋白質(zhì)的展開和折疊是實(shí)現(xiàn)生物蛋白特異性功能的基礎(chǔ)物理化學(xué)過程,其中偶然發(fā)生的錯(cuò)誤折疊常常導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性和淀粉樣纖維化,從而誘發(fā)諸如帕金森病或阿爾茨海默氏病等嚴(yán)重的神經(jīng)退行性疾病。當(dāng)前,關(guān)于蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊的研究主要著重于淀粉樣生長的宏觀特性(主要是形貌變化等),而對(duì)于蛋白質(zhì)變性聚集過程(尤其是成核過程)的分子尺度觀測和研究則寥寥無幾。因此,盡管已有很多文獻(xiàn)討論蛋白質(zhì)纖維化的微觀機(jī)制,但由于缺乏直接的光譜和動(dòng)力學(xué)證據(jù),目前對(duì)于淀粉樣蛋白形成的確切機(jī)理沒有統(tǒng)一定論,尤其缺少對(duì)低聚物或纖維分子微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)描述。準(zhǔn)確認(rèn)知蛋白質(zhì)展開或折疊過程中分子二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化,以及分子微環(huán)境的改變對(duì)理解蛋白質(zhì)變性機(jī)制起著至關(guān)重要的作用。本文中,我們采用溶菌酶分子作為代表,通過振動(dòng)分辨的Raman光譜測量,深入研究了其熱變性、化學(xué)變性以及淀粉樣纖維化過程中分子二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。我們分別采用了對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)變化敏感的S-S伸縮振動(dòng),N-Cα-C鍵以及酰胺Ⅰ振動(dòng)帶作為光譜指針,研究了溶菌酶分子變性過程中的結(jié)構(gòu)變化,特別是在纖維化過程中α螺旋和β片層結(jié)構(gòu)的相對(duì)布居比。此外,通過對(duì)氨基酸側(cè)鏈殘基色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸以及C-H鍵振動(dòng)光譜的定性和定量分析了解這些氨基酸側(cè)鏈分子相互作用以及微環(huán)境的變化,從而認(rèn)知相應(yīng)溶菌酶蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)變化。(1)溶菌酶的熱變性以及化學(xué)變性在加熱或鹽酸胍作用下,雞蛋清溶菌酶會(huì)發(fā)生典型的熱變性或化學(xué)變性過程,然而迄今其變性機(jī)制仍存在“一階段模型(single-stage)”和“多階段模型(multi-stage)”的爭議。本文中,我們應(yīng)用了拉曼光譜分別研究了溶菌酶的熱變性和化學(xué)變性過程。隨著溫度的升高和熱孵化時(shí)間的延長,光譜顯示氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)的拉曼譜峰先于主鏈基團(tuán)發(fā)生改變,這直接證實(shí)了溶菌酶分子熱變性的二階段機(jī)制,其中間狀態(tài)-熔球狀中間體具有完整的二級(jí)結(jié)構(gòu)和松散的三級(jí)結(jié)構(gòu)。此外,三級(jí)結(jié)構(gòu)展開的特征溫度約為74℃,,而在76.5℃左右發(fā)生二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。溶菌酶的化學(xué)變性也具有類似熱變性過程的變化規(guī)律,三級(jí)結(jié)構(gòu)在鹽酸胍質(zhì)量百分比濃度為31%的時(shí)候逐漸展開,而二級(jí)結(jié)構(gòu)則在鹽酸胍濃度增加至32.5%的時(shí)候迅速改變。此外,溶菌酶側(cè)鏈和主鏈基團(tuán)振動(dòng)譜峰的依次改變也證實(shí)了鹽酸

本文編號(hào)：2825303