本文關(guān)鍵詞：LEA蛋白特征重復(fù)片段對POPE生物膜的干燥保護活性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物材料的長期保存是一個研究熱點。人們希望生物材料在經(jīng)過低溫干燥后能夠在常溫下長期保存。但是對生物材料直接進行簡單地低溫干燥,會造成生物膜結(jié)構(gòu)的損傷,導(dǎo)致生物活性的降低甚至喪失,那么添加適量且恰當(dāng)?shù)谋Ｗo劑就成為提高生物材料生物活性的關(guān)鍵。試驗證明LEA蛋白是一種天然優(yōu)良的干燥保護劑,但其確切的保護機理尚不十分明確,難以應(yīng)用。因此,本文旨在研究LEA蛋白特征重復(fù)片段(LEA-motifs)對生物膜結(jié)構(gòu)的干燥保護作用。本論文通過分子動力學(xué)模擬和加速實驗的方法,利用Gromacs 4.5.5模擬軟件和Gromos 53A6分子力場模擬了POPE生物膜在不同環(huán)境中的干燥過程。具體內(nèi)容如下:首先,對POPE生物膜在純水溶液中的干燥過程進行了模擬,過程表明干燥過程中POPE生物膜的整體結(jié)構(gòu)在干燥過程中被明顯破壞,其極性頭部發(fā)生聚集,非極性側(cè)鏈極度混亂,從微觀角度直接了解了干燥對生物膜結(jié)構(gòu)造成的損傷。其次,對POPE生物膜在添加LEA-motifs和LEA蛋白普通片段(control peptides)的干燥過程進行模擬,結(jié)果表明添加兩種LEA蛋白的片段均能在一定程度上維持POPE生物膜的正常結(jié)構(gòu),降低磷脂分子的側(cè)向擴散系數(shù),維持疏水性側(cè)鏈的有序性,但是添加LEA-motifs的體系更加明顯,也就是說LEA-motifs的保護效果更佳,因為在干燥過程中LEA-motifs能夠形成明顯的α-螺旋結(jié)構(gòu)并且附在POPE生物膜的表面,與磷脂分子的極性頭部基團形成明顯的氫鍵,同時增強了疏水性側(cè)鏈的疏水相互左右,使POPE生物膜能夠基本上維持正常的結(jié)構(gòu)。進一步,分別添加了12、24、48個LEA-motifs以確定合適的LEA-motifs添加量,結(jié)果表明添加24個LEA-motifs時在水分含量極低的情況下便能夠有效地穩(wěn)定POPE生物膜的整體結(jié)構(gòu),降低磷脂分子的側(cè)向擴散系數(shù),維持疏水性側(cè)鏈的有序性,所以對于所構(gòu)建的POPE生物膜體系添加24個LEA-motifs便能起到比較好的保護作用,這為實驗提供了指導(dǎo)。綜上所述,通過對比分析干燥過程中各種不同體系在POPE生物膜結(jié)構(gòu)、擴散系數(shù)、側(cè)鏈有序性、分子間氫鍵數(shù)目的變化,從微觀角度揭示了POPE生物膜因干燥失水導(dǎo)致氫鍵相互左右與疏水相互左右的減弱而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化,添加LEA-motifs后會與POPE生物膜的極性頭部形成較強氫鍵,并且在干燥的情況下增強了POPE生物膜疏水性尾部的疏水相互作用,整體穩(wěn)定了POPE生物膜的雙分子層結(jié)構(gòu),同時確定了對于所構(gòu)建POPE生物膜體系的LEA-motifs的最佳添加量為24個LEA-motifs,為LEA蛋白的實際應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：低溫干燥 POPE 生物膜 LEA 蛋白特征重復(fù)片段 分子動力學(xué)模擬
【學(xué)位授予單位】：上海理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 生物材料長期干燥保存的必要性13
• 1.2 低溫干燥技術(shù)13-19
• 1.2.1 低溫干燥過程中常用的保護劑14-16
• 1.2.2 低溫干燥保護劑的作用機理16-17
• 1.2.3 低溫干燥技術(shù)保存藥品和生物體的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 分子動力學(xué)模擬19-21
• 1.3.1 分子動力學(xué)模擬概述19-20
• 1.3.2 計算原理20
• 1.3.3 力場簡述與常見的力場20
• 1.3.4 分子動力學(xué)模擬軟件20-21
• 1.4 LEA蛋白概述及最新研究進展21-23
• 1.5 本課題來源及研究內(nèi)容23-24
• 第二章 干燥過程中POPE生物膜的結(jié)構(gòu)變化24-36
• 2.1 分子模擬方法24-26
• 2.2 原理26
• 2.3 結(jié)果分析26-35
• 2.3.1 干燥過程中POPE生物膜RMSD值的變化26-27
• 2.3.2 干燥過程中POPE生物膜整體結(jié)構(gòu)的變化27-29
• 2.3.3 干燥過程中POPE磷脂分子極性頭部在Z軸上投影的變化29-30
• 2.3.4 干燥過程中POPE磷脂分子側(cè)向擴散系數(shù)的變化30-31
• 2.3.5 干燥過程中POPE生物膜疏水側(cè)鏈的有序性變化31-33
• 2.3.6 干燥過程中POPE生物膜厚度的變化33-34
• 2.3.7 干燥過程中的氫鍵相互作用34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 干燥過程中LEA-motifs對POPE生物膜的結(jié)構(gòu)保護作用研究36-49
• 3.1 模型的建立和參數(shù)設(shè)置36-38
• 3.2 原理與方法38-39
• 3.3 結(jié)果分析39-48
• 3.3.1 添加LEA蛋白片段后干燥過程中POPE生物膜RMSD值的變化39
• 3.3.2 添加LEA蛋白片段后POPE生物膜結(jié)構(gòu)的變化39-42
• 3.3.3 添加LEA蛋白片段后POPE磷脂分子極性頭部在Z軸上投影的變化42-43
• 3.3.4 添加LEA蛋白片段后POPE磷脂分子側(cè)向擴散系數(shù)的變化43-44
• 3.3.5 干燥過程中POPE生物膜疏水側(cè)鏈的有序性變化44-46
• 3.3.6 添加LEA蛋白片段后POPE生物膜厚度的變化46-47
• 3.3.7 干燥過程中的氫鍵相互作用47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 探究干燥過程中LEA-motifs的添加量49-61
• 4.1 模擬方法及過程49-50
• 4.2 分析原理與方法50
• 4.3 結(jié)果分析50-60
• 4.3.1 干燥過程中POPE磷脂分子RMSD值得變化50-51
• 4.3.2 干燥過程中添加不同數(shù)目LEA-motifs的POPE生物膜結(jié)構(gòu)的變化51-54
• 4.3.3 由LEA-motifs保護的POPE磷脂分子極性頭部在Z軸上投影的變化54-55
• 4.3.4 添加不同數(shù)目LEA-motifs后干燥過程中POPE磷脂分子側(cè)向擴散系數(shù)的變化55-57
• 4.3.5 添加不同數(shù)目LEA-motifs后干燥過程中POPE生物膜疏水側(cè)鏈的有序性變化57-58
• 4.3.6 添加不同數(shù)目LEA-motifs后干燥過程后POPE生物膜厚度的變化58-59
• 4.3.7 添加不同數(shù)目LEA-motifs后干燥過程中的氫鍵相互作用59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 課題研究的主要結(jié)論61-62
• 5.2 建議與展望62-63
• 參考文獻63-69
• 在讀期間公開發(fā)表的論文和承擔(dān)科研項目及取得成果69-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張英華;霍貴成;郭

本文編號：401436