含单个色氨酸的多肽分子的荧光特性研究:pH及金属离子的响应

发布时间：2018-07-15 08:52

【摘要】：由于金属离子包括铜离子对人体的重要性,报道了一种含单个色氨酸的新型多肽分子(WDAHSS),证明利用这种分子可以通过荧光光谱测量的方法实现铜离子灵敏检测。WDAHSS的荧光由其包含的色氨酸残基的本征荧光贡献,易被铜离子猝灭。通过分析铜离子在不同pH值条件下与WDAHSS作用的荧光光谱并与单个色氨酸分子的光谱相比较,详细研究了铜离子猝灭WDAHSS荧光的机理。研究表明,WDAHSS结构中的组氨酸通过金属配位与铜离子作用,并联合肽键形成稳固的四方形平面结构,螯合铜离子,致使色氨酸残基发生荧光猝灭。同时详细讨论了不同pH值环境对WDAHSS荧光光谱的影响。通过荧光光谱测量和数值拟合,推测了WDAHSS和铜离子的结合常数。为了增强WDAHSS抗pH干扰的能力,特意对其氨基端乙酰化,在生理pH值范围内稳定了其荧光发射。此外,WDAHSS也采用了一些特殊设计的结构,很好地增强了它对铜离子灵敏探测的特异选择性和生物相容性。对WDAHSS的进一步研究有望用于生物体内或细胞内荧光成像检测。
[Abstract]:Because of the importance of metal ions, including copper, to the human body, A novel polypeptide molecule (WDAHSS) containing a single tryptophan is reported. It is proved that the novel molecule can be used to detect the fluorescence of copper ion by fluorescence spectrum. The intrinsic fluorescence contribution of the tryptophan residue contained by the molecule can be determined by copper ion sensitive detection. It is easy to be quenched by copper ion. The fluorescence spectra of copper ions interacting with WDAHSS at different pH values were analyzed and compared with those of a single tryptophan molecule. The mechanism of copper ion quenching of WDAHSS fluorescence was studied in detail. The results showed that the histidine in WDAHSS structure acted with copper ion through metal coordination and formed a solid square plane structure combined with peptide bond, which resulted in fluorescence quenching of tryptophan residues. The effects of different pH values on the fluorescence spectra of WDAHSS were discussed in detail. The binding constants of WDAHSS and copper ions were estimated by fluorescence spectrum measurement and numerical fitting. In order to enhance the ability of WDAHSS to resist pH interference, the amino terminal acetylation of WDAHSS was specially made, and the fluorescence emission was stabilized in the range of physiological pH. In addition, WDAHSS also adopts some specially designed structures to enhance its specific selectivity and biocompatibility for sensitive detection of copper ions. Further research on WDAHSS is expected to be used in vivo or in vivo fluorescence imaging.
【作者单位】： 精密光谱科学与技术国家重点实验室华东师范大学;
【基金】：国家自然科学基金项目(61178085) 上海市自然科学基金项目(15ZR1410100)资助
【分类号】：O657.3;O644.1

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本文编号：2123518