新型細(xì)胞色素c自組裝體系研究.pdf

1、通過物理、化學(xué)及生物學(xué)方法對(duì)一些具有催化能力的小分子蛋白或輔酶進(jìn)行修飾改造可大大提高其催化性能及穩(wěn)定性，本研究以此為基礎(chǔ)，選取生物小分子蛋白細(xì)胞色素c（Cyt c）為核心元件，結(jié)合化學(xué)材料癸基硫酸鈉（SDeS），生物學(xué)材料脫氧核糖核酸（DNA），通過自組裝的形式構(gòu)建復(fù)合體系，從催化性能及體系構(gòu)象等方面進(jìn)行分析研究，為生物體內(nèi)分子間相互作用的研究以及新型模擬酶體系的構(gòu)建提供了完善的理論依據(jù)。另外，研究中還引入了一種檢測(cè)DNA堿基的新方法，

2、以哌嗪修飾的還原性氧化石墨烯為主導(dǎo)材料構(gòu)建工作電極，利用電化學(xué)工作站，成功獲得了一種新型生物傳感器，用于檢測(cè)脫氧核糖核酸（DNA）堿基。
　　采用2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）方法進(jìn)行活性研究測(cè)定顯示，細(xì)胞色素c（Cyt c）與癸基硫酸鈉（SDeS）所構(gòu)建的自組裝體系與原有細(xì)胞色素c（Cyt c）相比，其催化性能上得到較大程度的提升，研究中發(fā)現(xiàn)可達(dá)到天然辣根過氧化物酶催化能力的50.49％，而引

3、起這種改變的原因是由于引入的癸基硫酸鈉（SDeS）改變了細(xì)胞色素c（Cyt c）周圍環(huán)境的疏水性能及血紅素的暴露程度，這一研究結(jié)果與已報(bào)道結(jié)果相一致。
　　依據(jù)相似的研究思路，引入生物材料脫氧核糖核酸（DNA）替代化學(xué)材料癸基硫酸鈉（SDeS）進(jìn)行自組裝構(gòu)建，并從生物學(xué)性能、分子構(gòu)象及生物信息學(xué)等諸多方面進(jìn)行分析研究，為探究生命體中生物分子間的相互作用提供了新的可能。研究依據(jù)所選取材料對(duì)溫度及酸堿環(huán)境的耐受性等因素，分別設(shè)定了不同

4、的分析條件，其中包括自組裝體系構(gòu)建過程中生物材料脫氧核糖核酸（DNA）的濃度改變、自組裝條件的改變、自組裝產(chǎn)物不同條件的處理下的性能測(cè)定等。最終研究過程選取65℃為脫氧核糖核酸（DNA）與細(xì)胞色素c（Cyt c）的自組裝構(gòu)建的水浴溫度，構(gòu)建了不同脫氧核糖核酸（DNA）濃度的DNA-Cyt c復(fù)合體系，結(jié)合2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）法對(duì)復(fù)合體系進(jìn)行活性測(cè)定分析及紫外光譜分析發(fā)現(xiàn)，在一定的脫氧核糖核酸

5、（DNA）濃度范圍內(nèi)，隨著復(fù)合體系中脫氧核糖核酸（DNA）濃度的增強(qiáng)其催化性能逐步提升，以此為前提繼續(xù)增加脫氧核糖核酸（DNA）濃度，復(fù)合體系的催化性能基本趨于穩(wěn)定，且在這一過程中，與原有細(xì)胞色素c（Cyt c）的紫外吸收相比復(fù)合體系的紫外吸收能力逐漸減弱，且最大吸收峰發(fā)生一定的紅移現(xiàn)象，另采用瓊脂糖凝膠電泳法、圓二色譜法、生物信息學(xué)等一系列技術(shù)手段進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究，由此表明，自組裝過程中脫氧核糖核酸（DNA）與細(xì)胞色素c（Cyt

6、c）之間發(fā)生了明顯的相互作用。
　　在以細(xì)胞色素c（Cyt c）為核心自組裝體系光譜學(xué)研究的基礎(chǔ)上，選取哌嗪修飾的還原性氧化石墨烯為主導(dǎo)的納米復(fù)合材料修飾電極構(gòu)建新型電化學(xué)生物傳感器，結(jié)合差分脈沖伏安法研究了脫氧核糖核酸（DNA）堿基腺嘌呤(Adenine, A)，鳥嘌呤（Guanine, G）在納米修飾電極上的電化學(xué)氧化過程，該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)堿基的單獨(dú)及同時(shí)檢測(cè)，且有較低的的檢測(cè)限和較寬的檢測(cè)范圍，其中：A:0.2μmol/L,