本文關(guān)鍵詞：干擾素誘導(dǎo)的跨膜蛋白IFITM3的結(jié)構(gòu)和功能的液體核磁共振與電子順磁共振研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在本論文中我們應(yīng)用液體核磁共振和電子順磁共振方法研究干擾素誘導(dǎo)的跨膜蛋白3(Interferon-Induced Transmembrane Protein 3,簡寫為IFITM3)的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性。本論文共分為五個章節(jié)。第一章簡要介紹了生物膜在生命活動中的重要功能和作用包括細胞膜的結(jié)構(gòu)、主要組成成分以及維系其結(jié)構(gòu)的各種相互作用。同時針對當(dāng)前研究膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能的方法進行了概述,這些方法包括X射線衍射晶體,液體核磁共振,冷凍電鏡等。由于能夠于較寬的時間尺度內(nèi)(從皮秒到小時)研究水溶液中蛋白質(zhì)分子的動力學(xué)性質(zhì),液體核磁共振相比其它方法具有較強的優(yōu)勢。但是蛋白質(zhì)的液體核磁共振研究也受到分子量大小,柔性等因素的影響和限制。第二章針對液體核磁共振研究膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能的理論和實驗方法進行了概述。相關(guān)介紹包括核磁共振現(xiàn)象和核磁共振的基本理論(原子核的自旋性質(zhì),塞曼裂分,能級間的躍遷,弛豫性質(zhì)以及化學(xué)位移等)和液體核磁共振研究方法(核磁儀器的組成,數(shù)據(jù)采集,常用的數(shù)據(jù)處理方法,脈沖技術(shù),去耦和水峰抑制等)。本章還介紹了研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能常用的一維氫譜,同核多維譜,異核多維譜,弛豫實驗以及后續(xù)的化學(xué)位移歸屬和結(jié)構(gòu)計算等技術(shù)。第三章是關(guān)于干擾素誘導(dǎo)的跨膜蛋白IFITM3的背景介紹。本章介紹了病毒的基本情況和其與疾病的關(guān)系,通過對前人研究的總結(jié)詳細說明了IFITM基因在人和小鼠的基因組中的分布情況, IFITM蛋白在生命活動中的作用(主要是在免疫活動中,對多種病毒的抵抗和限制作用)。本章還通過之前的研究概述了目前關(guān)于IFITM3蛋白的結(jié)構(gòu)相關(guān)研究情況。目前,關(guān)于IFITM蛋白的結(jié)構(gòu)研究主要有三種推論,即本章中所述的三種拓撲結(jié)構(gòu)模型。第四章是我們對IFITM3蛋白的液體核磁研究的過程和最終的研究結(jié)果。我們首先對IFITM3進行了同源性分析,二級結(jié)構(gòu)預(yù)測和跨膜特性預(yù)測等準(zhǔn)備工作,通過基因合成的方法構(gòu)建了蛋白表達載體。我們通過實驗對IFITM3蛋白質(zhì)表達,純化,去垢劑等條件進行了篩選和優(yōu)化,并確定了最適條件。本章重點介紹了IFITM3蛋白的液體核磁共振的實驗過程,包括樣品準(zhǔn)備,核磁實驗條件優(yōu)化,二維和三維核磁數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理,各個原子化學(xué)位移的歸屬和結(jié)構(gòu)計算等。之后,我們展示了IFITM3蛋白的表達純化,液體核磁共振實驗和數(shù)據(jù)處理的結(jié)果,并對結(jié)果進行了分析和討論。通過液體核磁實驗,我們得到了一個低分辨率IFITM3的結(jié)構(gòu),它由兩段螺旋構(gòu)成,一個位于C端,另一個位于中間位置,而N端是較長的一段無規(guī)卷曲。通過相關(guān)動力學(xué)實驗分析,我們確定這兩個螺旋和細胞膜都具有相互作用。第五章內(nèi)容是關(guān)于IFITM3蛋白的電子順磁共振研究實驗。本章簡要介紹了電子順磁共振研究的背景知識,位點特異性自旋標(biāo)記電子順磁共振研究的實驗方法和過程。之后,本章重點介紹了是IFITM3的電子順磁共振研究過程,包括突變位點的設(shè)計與引入,蛋白質(zhì)的表達和純化,ERP樣品的準(zhǔn)備,實驗數(shù)據(jù)的采集和處理等。本章最后對EPR的實驗結(jié)果進行了詳細的討論分析。實驗結(jié)果證明了IFITM3的拓撲結(jié)構(gòu)模型：C端螺旋穿過細胞膜,N端螺旋和較長的無規(guī)卷曲則位于細胞質(zhì)中,N端螺旋不穿過細胞膜,�？吭诩毎�(nèi)側(cè)。
【關(guān)鍵詞】：液體核磁共振 膜蛋白 IFITM3 干擾素 電子順磁共振 EPR
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q51
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abshact7-12
• 第一章 膜蛋白及其結(jié)構(gòu)研究背景介紹12-20
• 1.1 膜蛋白概述12-13
• 1.2 膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究方法13-14
• 1.3 膜蛋白結(jié)構(gòu)研究進展與展望14-16
• 參考文獻16-20
• 第二章 膜蛋白研究的液體核磁共振方法20-40
• 2.1 液體核磁共振基本理論20-24
• 2.1.1 核磁共振現(xiàn)象與基本理論概述20-21
• 2.1.2 弛豫21-23
• 2.1.3 化學(xué)位移23-24
• 2.2 液體核磁共振研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本實驗方法24-37
• 2.2.1 基本實驗技術(shù)24-28
• 2.2.2 一維氫譜實驗28
• 2.2.3 同核多維譜實驗28-30
• 2.2.4 異核多維譜實驗30-34
• 2.2.5 弛豫實驗34-35
• 2.2.6 化學(xué)位移歸屬與結(jié)構(gòu)計算35-37
• 參考文獻37-40
• 第三章 干擾素誘導(dǎo)的跨膜蛋白工FITM3背景介紹40-52
• 3.1 引言40-41
• 3.2 IFITM3背景信息41-45
• 3.3 IFITM3的結(jié)構(gòu)相關(guān)信息45-49
• 3.3.1 拓撲結(jié)構(gòu)模型一45-46
• 3.3.2 拓撲結(jié)構(gòu)模型二46-47
• 3.3.3 拓撲結(jié)構(gòu)模型三47-49
• 參考文獻49-52
• 第四章 IFITM3的液體核磁共振研究52-74
• 4.1 IFITM3同源性分析與結(jié)構(gòu)預(yù)測52-56
• 4.1.1 IFITM3同源性分析52-53
• 4.1.2 IFITM3的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測53-54
• 4.1.3 IFITM3的跨膜特性預(yù)測54-56
• 4.2 實驗材料和實驗方法56-62
• 4.2.1 表達載體的構(gòu)建56
• 4.2.2 表達條件的優(yōu)化56-57
• 4.2.3 目的蛋白質(zhì)的純化與去垢劑的篩選57-58
• 4.2.4 目的蛋白質(zhì)的鑒定與穩(wěn)定性分析58
• 4.2.5 核磁樣品準(zhǔn)備58
• 4.2.6 核磁實驗條件的優(yōu)化58-59
• 4.2.7 核磁實驗與數(shù)據(jù)處理59
• 4.2.8 化學(xué)位移歸屬與結(jié)構(gòu)計算59-62
• 4.3 實驗結(jié)果與討論62-71
• 4.3.1 IFITM3表達條件篩選62-63
• 4.3.2 IFITM3的表達純化、去垢劑篩選和熱穩(wěn)定性實驗63-64
• 4.3.3 IFITM3在不同溫度下的液體核磁光譜64-65
• 4.3.4 IFITM3的液體核磁共振實驗65-67
• 4.3.5 IFITM3的化學(xué)位移歸屬67-69
• 4.3.6 IFITM3的結(jié)構(gòu)計算69-70
• 4.3.7 IFITM3的主鏈動力學(xué)分析70-71
• 4.4 本章總結(jié)71-72
• 參考文獻72-74
• 第五章 工FITM3的電子順磁共振研究74-89
• 5.1 電子順磁共振研究介紹74-79
• 5.1.1 電子順磁共振理論簡介74-76
• 5.1.2 電子順磁共振譜儀簡介76-77
• 5.1.3 位點特異性自旋標(biāo)記電子順磁共振77-79
• 5.2 實驗材料與實驗方法79-82
• 5.2.1 突變位點設(shè)計79
• 5.2.2 分子克隆引入半胱氨酸突變79-81
• 5.2.3 蛋白質(zhì)表達與純化81
• 5.2.4 EPR樣品制備81
• 5.2.5 實驗數(shù)據(jù)采集81-82
• 5.3 實驗結(jié)果與討論82-87
• 5.3.1 IFITM3各突變體表達純化結(jié)果82-83
• 5.3.2 IFITM3的CW-EPR實驗83-84
• 5.3.3 IFITM3跨膜區(qū)的動力學(xué)特征分析84
• 5.3.4 IFITM3跨膜區(qū)位點的易趨性分析84-87
• 5.4 本章總結(jié)87-88
• 參考文獻88-89
• 附錄一 常用核磁共振研究的自旋核的物理參數(shù)89-90
• 附錄二 常用蛋白質(zhì)表達培養(yǎng)基與純化緩沖液配方90-91
• 附錄三 常用去垢劑參數(shù)列表91-92
• 附錄四 IFITM3結(jié)構(gòu)計算腳本文件mkpsf.inp92-96
• 附錄五 IFITM3結(jié)構(gòu)計算腳本文件anneal.inp96-104
• 附錄六 電子順磁共振研究IFITM3的易趨性數(shù)據(jù)列表104-106
• 致謝106-107
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果107

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7 徐元植;f苣

本文編號：413181