胃蛋白酶是哺乳動(dòng)物的一種極其重要的消化酶,通過(guò)水解特定氨基酸間的肽鍵從而分解食物中的蛋白質(zhì)。胃蛋白酶是一種酸性蛋白酶,對(duì)周圍環(huán)境的酸堿度比較敏感。本研究采用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術(shù)研究了不同pH值和表面性質(zhì)對(duì)胃蛋白酶二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,隨著pH值的增大,β-折疊結(jié)構(gòu)的比例先增加,在pH 3～7之間達(dá)到最大值,然后在溶液為堿性時(shí)降低,無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)比例則與之相反。衰減全反射（ATR）晶體表面存在TiO₂時(shí),β-折疊結(jié)構(gòu)含量遠(yuǎn)高于其它二級(jí)結(jié)構(gòu),且隨著pH值變化,各二級(jí)結(jié)構(gòu)比例沒(méi)有明顯的變化。通過(guò)對(duì)比吸收峰強(qiáng)度發(fā)現(xiàn),胃蛋白酶與TiO₂表面的相互作用有利于溶液中胃蛋白酶的吸附,表明基底表面的官能團(tuán)對(duì)胃蛋白酶的構(gòu)象也有影響。 

【文章來(lái)源】：分析化學(xué). 2020,48(09)北大核心EISCICSCD

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【部分圖文】：

不同情況下胃蛋白酶的紅外光譜圖

對(duì)酰胺Ⅰ進(jìn)行二階求導(dǎo)和高斯函數(shù)擬合,得到胃蛋白酶中各個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)的相對(duì)含量關(guān)系,如圖2所示。曲線擬合結(jié)果見(jiàn)表2。在溶液狀態(tài)下,胃蛋白酶在ATR晶體表面以及納米TiO2表面的β-折疊結(jié)構(gòu)分別增加了23%和34%,同時(shí)α-螺旋結(jié)構(gòu)減少了16%和26%,β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)也下降了11%與15%,這表明在H2O的作用下,胃蛋白酶的結(jié)構(gòu)變得更加有序緊密; 另外,TiO2表面上的β-折疊結(jié)構(gòu)含量更多,這是因?yàn)門iO2的存在使得不同肽鏈或同一肽鏈不同肽段間形成氫鍵所致。3.2 胃蛋白酶在不同pH值下的結(jié)構(gòu)變化

不同pH值下的紅外光譜(圖3A)表明,在1724 cm-1附近出現(xiàn)了一個(gè)較小的特征吸收譜帶,為多肽鏈C端或者是側(cè)鏈游離羧基上的羰基CO伸縮振動(dòng)峰。隨著pH值增大,1724 cm-1處的峰漸漸消失,1399 cm-1處的羧酸根反對(duì)稱伸縮振動(dòng)譜帶從無(wú)到有,逐漸增大,這是因?yàn)殡S著pH值升高,羧基逐步解離,以羧酸根形式存在。1634和1545 cm-1處的峰是胃蛋白酶的酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ的吸收峰,各pH值條件下峰的位置無(wú)明顯變化,說(shuō)明pH值未對(duì)多肽鏈骨架上羰基CO和氨基N-H間的氫鍵產(chǎn)生影響。1455 cm-1處的峰對(duì)應(yīng)于CH3的不對(duì)稱變角振動(dòng)和CH2的變角振動(dòng),1242 cm-1代表的是酰胺Ⅲ,1081 cm-1是C-OH的伸縮振動(dòng)譜帶。采用紅外光譜測(cè)得的胃蛋白酶中的各種二級(jí)結(jié)構(gòu)與pH值的關(guān)系如圖3B所示,隨著pH值升高,胃蛋白酶結(jié)構(gòu)中β-折疊結(jié)構(gòu)增加,無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)減少,表明此時(shí)肽鏈中形成了更多的氫鍵,屬于變性過(guò)程中的中間態(tài),仍具有部分的生物活性。隨著pH值進(jìn)一步增加,β-片層和螺旋結(jié)構(gòu)這兩種規(guī)則有序結(jié)構(gòu)迅速減少,無(wú)規(guī)卷曲和β-轉(zhuǎn)角呈明顯增加的趨勢(shì),這是因?yàn)樵趬A性狀態(tài)下胃蛋白酶趨于完全變性,多肽鏈開(kāi)始解折疊,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)無(wú)序松散的狀態(tài),已完全失去了原有的催化活性。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3517755