本文關(guān)鍵詞：基于兩親性抗菌肽Melittin在脂質(zhì)體表面形成孔洞機(jī)理的動(dòng)態(tài)過程研究

  更多相關(guān)文章： 殺菌機(jī)理 抗菌肽 延遲時(shí)間 跨膜孔洞 脂質(zhì)體

【摘要】：目前抗生素的大量使用甚至濫用導(dǎo)致抗藥性的現(xiàn)象日益嚴(yán)重,抗菌肽因?yàn)榫哂袣⒕饔糜植灰桩a(chǎn)生抗藥性而備受關(guān)注。這主要因?yàn)槠渥饔冒袠?biāo)為生物膜,這種獨(dú)特的抗菌機(jī)理使其成為抗菌甚者抗腫瘤領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對于抗菌肽與模擬生物膜之間相互作用機(jī)理的研究報(bào)道很多,其中也有不少是關(guān)于兩親性的抗菌肽在脂質(zhì)體表面形成孔洞的理論研究,但是對孔洞形成機(jī)理的動(dòng)力學(xué)方面,尤其在實(shí)驗(yàn)條件下關(guān)于這一動(dòng)態(tài)過程的檢測與驗(yàn)證研究并未見報(bào)道。 本論文的研究重點(diǎn)是以二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿(1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phophocholine, DMPC)制備的脂質(zhì)體(Liposome)作為細(xì)胞膜的模型,通過調(diào)控反應(yīng)溫度,抗菌肽(Melittin)的濃度,脂質(zhì)體的直徑以及包埋在脂質(zhì)體里面的熒光染料的尺寸等條件,來研究Melittin在DMPC脂質(zhì)體表面形成孔洞機(jī)理的動(dòng)態(tài)過程。 本論文首次在實(shí)驗(yàn)條件下測得Melittin與DMPC脂質(zhì)體作用過程中,釋放染料分子前形成孔洞所需要的時(shí)間(Lag-time)及形成孔洞時(shí)Melittin的閾值濃度。通過改變實(shí)驗(yàn)條件的溫度,定量研究Lag-time與Melittin在脂質(zhì)體單位表面積的個(gè)數(shù)Q(N/nm2)之間的定量關(guān)系。熒光實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明孔洞形成的過程是Melittin首先在脂質(zhì)體表面形成一個(gè)臨界孔洞,隨著時(shí)間的延長,孔洞直徑不斷擴(kuò)大,直到可以釋放染料分子的尺寸,并且孔洞直徑擴(kuò)大的速率在一定范圍內(nèi)與Melittin的濃度有關(guān)。 在熒光實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過圓二色譜(CD)實(shí)驗(yàn),根據(jù)Melittin二級結(jié)構(gòu)α-螺旋結(jié)構(gòu)的百分含量變化來研究孔洞形成過程。CD實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)條件下發(fā)現(xiàn)Melittin在脂質(zhì)體懸浮液中可以形成α-螺旋的二級結(jié)構(gòu)。Melittin的濃度一定時(shí),具有α-螺旋二級結(jié)構(gòu)的Melittin分子的百分含量隨脂質(zhì)體濃度升高而增加；但是在實(shí)驗(yàn)條件下未發(fā)現(xiàn)Melittin的α-螺旋結(jié)構(gòu)的百分含量與反應(yīng)時(shí)間的相關(guān)性；又通過改變實(shí)驗(yàn)條件下的溫度,發(fā)現(xiàn)α-螺旋的百分含量隨溫度的降低而減少,在一定程度上解釋了熒光實(shí)驗(yàn)中低溫下可以測得Lag-time,而在溫度升高時(shí)難以測得Lag-time。 本論文還設(shè)計(jì)了利用共聚焦激光掃描顯微鏡(Confocal laser scanning microscope,CLSM)定點(diǎn)掃描的方法,首次采用“微分區(qū)域法”處理成像結(jié)果,將拍攝中得到的脂質(zhì)體圖像在平面上微分成n(8)個(gè)圓心在同一水平直線上,半徑為r(100nm)的小圓區(qū)域。通過在平面上,將直線及上面的小圓區(qū)域繞垂直與平面并過脂質(zhì)體圓心O的直線旋轉(zhuǎn)一周,測得該直線旋轉(zhuǎn)過不同角度θ時(shí)的,每個(gè)小圓區(qū)域內(nèi)熒光強(qiáng)度,通過繪制熒光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線,以研究在這一過程中脂質(zhì)體內(nèi)熒光物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過比較每個(gè)小圓區(qū)域內(nèi)熒光強(qiáng)度變化規(guī)律,證明應(yīng)用“微分區(qū)域法”測量繪制的熒光強(qiáng)度隨區(qū)域的變化及分布圖,可以確定脂質(zhì)體內(nèi)熒光染料的流動(dòng)方向,證明在脂質(zhì)體表面一定范圍的位置形成孔洞,導(dǎo)致脂質(zhì)體內(nèi)的染料分子流出脂質(zhì)體。 本文還推導(dǎo)了體系的自由能變化,構(gòu)建了Lag-time的計(jì)算模型,討論了抗菌肽在脂質(zhì)體表面形成孔洞的動(dòng)態(tài)過程,并且通過理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本吻合,證明了模型的可適用性。
【關(guān)鍵詞】：殺菌機(jī)理 抗菌肽 延遲時(shí)間 跨膜孔洞 脂質(zhì)體
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ450.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-25
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-22
• 1.1.1 抗菌肽的發(fā)現(xiàn)及意義8-9
• 1.1.2 抗菌肽的功能與結(jié)構(gòu)9-15
• 1.1.3 脂質(zhì)體囊泡模擬生物膜15-16
• 1.1.4 抗菌肽抗菌機(jī)理模型的研究展16-22
• 1.2 本研究的意義及內(nèi)容22-25
• 1.2.1 研究的意義22-23
• 1.2.2 研究的內(nèi)容23-25
• 第二章 脂質(zhì)體的制備與表征25-40
• 2.1 優(yōu)化脂質(zhì)體制備的條件25-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器26
• 2.1.2 緩沖溶液制備26
• 2.1.3 DMPC空白脂質(zhì)體(LWD)制備26-28
• 2.1.4 制備裝載熒光染料的脂質(zhì)體28-29
• 2.1.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析29-33
• 2.2 脂質(zhì)體尺寸的表征33-37
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器33
• 2.2.2 脂質(zhì)體尺寸的測量方法33-34
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-37
• 2.3 測量脂質(zhì)體Zeta電位37-39
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器37-38
• 2.3.2 脂質(zhì)體Zeta電位的測量方法38
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-39
• 2.4 小結(jié)39-40
• 第三章 Melittin與脂質(zhì)體作用過程的時(shí)間效應(yīng)研究40-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法40-41
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器40-41
• 3.1.2 熒光實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化41
• 3.1.3 Melittin與脂質(zhì)體25℃時(shí)的熒光實(shí)驗(yàn)41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析41-55
• 3.2.1 確定熒光實(shí)驗(yàn)參數(shù)41-44
• 3.2.2 25℃時(shí)Melittin與脂質(zhì)體相互作用的動(dòng)力學(xué)研究44-48
• 3.2.3 18℃時(shí)Melittin與脂質(zhì)體相互作用的動(dòng)力學(xué)研究48-52
• 3.2.4 形成的孔洞直徑隨時(shí)間的變化規(guī)律52-55
• 3.3 小結(jié)55-56
• 第四章 Melittin與脂質(zhì)體相互作用時(shí)二級結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律56-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法56-57
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料56-57
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和軟件57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-66
• 4.2.1 介質(zhì)對Melittin二級結(jié)構(gòu)的影響57-64
• 4.2.2 溫度對體系中Melittin二級結(jié)構(gòu)的影響64-66
• 4.3 小結(jié)66-67
• 第五章 應(yīng)用CLSM技術(shù)研究Melittin與脂質(zhì)體相互作用時(shí)孔洞的形成67-78
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法67-69
• 5.1.1 包埋鈣黃綠素的脂質(zhì)體的制備67
• 5.1.2 Melittin溶液的準(zhǔn)備67
• 5.1.3 CLSM實(shí)驗(yàn)方法67-68
• 5.1.4 CLSM實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法68-69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析69-77
• 5.2.1 Melittin對體系熒光淬滅的影響69-71
• 5.2.2 Melittin與脂質(zhì)體相互作用時(shí)孔洞形成位置的研究71-77
• 5.3 小結(jié)77-78
• 第六章 模型構(gòu)建初探78-88
• 6.1 孔洞形成的自由能79-80
• 6.2 多肽聚集的自由能80
• 6.3 靜電自由能80-82
• 6.4 親水頭彎曲產(chǎn)生的自由能82-87
• 6.5 小結(jié)87-88
• 第七章 結(jié)論88-89
• 參考文獻(xiàn)89-99
• 本論文中的~.略詞99-100
• 附錄100-110
• 致謝110-111
• 個(gè)人簡歷111

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 茍小軍;鄔曉勇;楊燦宇;;蛙皮多肽抗生素的研究進(jìn)展[J];成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

2 于網(wǎng)林，，趙國璽;囊泡的形成與兩親分子結(jié)構(gòu)[J];化學(xué)通報(bào);1996年06期

3 劉先凱,趙彤言;昆蟲抗菌肽研究進(jìn)展[J];寄生蟲與醫(yī)學(xué)昆蟲學(xué)報(bào);2001年02期

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本文編號：1071843