磁共振技術研究絲素蛋白與錳離子的相互作用及Aβ42多肽的合成.pdf

1、由蠶或蜘蛛產生的絲纖維是一種性能優(yōu)良的結構材料。近年來,絲蛋白作為天然生物醫(yī)用高分子材料的應用研究受到廣泛關注。天然絲纖維的形成是絲素蛋白從可溶性的無規(guī)或螺旋(SilkⅠ)構象轉變?yōu)椴蝗苄缘摩?折疊(SilkⅡ)構象的過程。研究發(fā)現,一定濃度的金屬離子,如K+,Na+,Ca2+,Cu2+離子可以促進SilkⅠ到SilkⅡ構象的轉變。Mn(Ⅱ)離子是存在于蠶腺體和絲纖維中的金屬離子之一,但其扮演的角色尚不清楚。因此,本工作使用13C固體核

2、磁共振(13Csolid-stateNMR)和順磁共振(EPR)方法研究Mn(Ⅱ)在絲素蛋白中所扮演的角色。
　　 13Csolid-stateNMR研究發(fā)現,Mn(Ⅱ)離子對絲素蛋白的構象轉變影響并不顯著。EPR研究結果表明,Mn(Ⅱ)離子在絲素蛋白中以兩種形式存在:一是與絲素蛋白形成六配位的Mn(Ⅱ)/絲素蛋白絡合物(Mn(Ⅱ)/SFcomplex),二是六水合Mn(Ⅱ)離子絡合物(Mn(H2O)62+)。與絲素蛋白直接絡合

3、的Mn(Ⅱ)離子作用的氨基酸殘基位于絲素蛋白重鏈的親水性區(qū)域(hydrophilicspacer),這種作用使絲素蛋白傾向于形成SilkⅡ構象;而六水合錳離子絡合物在某種程度上則具有穩(wěn)定絲素蛋白SilkⅠ構象的能力。
　　 同時,絲素蛋白的EPR譜在g=2.0030±0.0005位置顯示出單峰,表明絲素蛋白中有自由基存在。利用密度泛函理論計算1H超精細耦合常數,并用EasySpin軟件計算理論EPR譜,結果證明,絲素蛋白中的自由

4、基是酪氨酸自由基,并且這種自由基處于SilkⅠ構象的結構域。另外,計算表明,酪氨酸殘基自由基的EPR譜敏感地依賴于蛋白質的結構,這表明酪氨酸自由基可以作為一種分子探針來研究絲素蛋白的結構信息。
　　 另外,運用固體核磁共振技術研究了聚丙氨酸多肽片段(Ala)5與高分子齊聚物(聚苯乙烯,分子量2000及聚異戊二烯,分子量2210)共聚而成的類蜘蛛絲蛋白共聚物——聚苯乙烯-co-聚丙氨酸共聚物(PS-co-PAL)和聚異戊二烯-co

5、-聚丙氨酸共聚物(PI-co-PAL)的結構及分子運動.共聚物13CCP/MASNMR譜及其旋轉坐標系中自旋-晶格弛豫時間T1ρ(13C)的結果表明,此兩種共聚物中多肽片段(Ala)5具有相同的化學位移,即相似的化學環(huán)境和二級結構,并具有相近的T1ρ(13C),即類似的聚集態(tài)結構.但共聚物的宏觀力學性質明顯不同.常溫下,PS-co-PAL呈硬顆粒狀,PI-co-PAL呈橡膠狀且易拉伸,說明它們與高分子鏈段的性質密切相關.