蛋白质聚集过程成核速率与自生长速率的理论分析

发布时间：2022-02-08 11:01

　　蛋白质聚集是生命体内一类重要的现象。越来越多的疾病,例如老年痴呆症和帕金森氏病、Ⅱ型糖尿病,都被发现与组织和器官脑、心、脾中的蛋白质聚集直接相关;同样,蛋白质的聚集对于正常的生物学功能也是十分重要的,比如G-纤维型肌动蛋白,谷氨酸脱氢酶,微管蛋白,鞭毛等的形成;因此,关于蛋白质聚集的研究具有重要的生物医学意义。对于蛋白质聚集的基本机制,伴随着蛋白质成核和生长的动力学模型的提出已经有了 50多年,然而,对于一些具体蛋白质聚集具体机制,仍然有许多不清楚的地方。本文正是基于Finke-Watzky两步模型机制,对Aβ淀粉样蛋白和胰岛素的聚集随时间变化过程进行分析,利用数学方法对实验数据进行模拟,得出这些蛋白质聚集系统的成核速率、自生长速率;并利用单体的初始浓度,以及成核速率和生长速率,从理论上计算出蛋白质聚集过程中的关键点,主要研究成果如下:（1）当外界环境发生变化时,我们考虑Aβ蛋白聚集过程和添加两种不同的抑制剂时胰岛素聚集过程,对聚集率随时间变化的关系进行分析拟合,得出理论上关键点的数据与实验数据定量吻合。进而验证了理论方法和本文的推导结果的正确性。（2）对以上结果进一步的理论分析后,发... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１蛋白质的基础结构｜４１??具有完整的一级结构的多肽链，只有折叠形成正确的三维结构，才能具有正常??

胞内的生成和代谢等活动最终展现方式即为蛋白质的折叠和展开。此外，对??的转运过程，例如膜贩运、分泌、免疫反应和细胞周期等的调节都是直接依??白质的折叠和展开。蛋白质的错误折叠可能引起生命系统的紊乱，从而导致??产生１１５，１６，１７１。比如囊性纤维化和某些类型的癌症都是由于蛋白质错误折叠而??使其应有的功能导致的疾病；许多这样的疾病都是由于家族性蛋白质的错误??致产生是更大的癌变几率［１５，１９１。在其他情况下，在细胞内有很多针对常见的??错误折叠的保护机制和产生难治愈性的蛋白质聚集，在细胞外，越来越多的??如老年痴呆症和帕金森氏病和ＩＩ型糖尿病，都与组织和脑、心、脾等器官中??质的聚集总量直接相关ｔ１６，１７，１９，％。??４??

越来越有说服力的数据图像从Ｘ射线纤维衍射、电镜和固体核磁共振中得出，??在以往的实验观测中可以得到对应的图像及数据能够建立一个基础性的淀粉样纤??维结构模型如图１．３所示发现淀粉样纤维的核心结构主要通过多肽主链上的氢??键相互作用达到结构稳定，因为所有多肽链的共同点是主链结构，所以这一观察结??果解释了为什么来自不同序列的多肽形成的纤维能够如此相似；在某些情况下，只??有少数的特定蛋白质的残基可能参与这种结构，链的其余部分以某种方式参与纤维??状结构的组装［２７１。一般的淀粉样蛋白结构与大多数天然蛋白质高度个性化的球状结??构形成强烈的对比，在天然蛋白的球状结构中，与侧链的特殊包装有关的相互作用??似乎超越了主链的偏好［２８，２９１。虽然公认的与临床疾病相关的蛋白质数量相对较少，??但不影响多肽链形成淀粉样蛋白结构的能力［１７，２８］。其他的多肽和蛋白质也可以在体??外形成纤维，包括肌红蛋白等著名的蛋白质分子以及聚合物多聚赖氨酸。??ｊｆｌ！ｉ?Ｈｅ??是…ｌ－｜－?％??ｍ?ｇ?＿？??ＡｍｙｔｏＷ?ｆｌｂｆＨ??图１．３淀粉样纤维基础性结构Ｍ??尽管形成淀粉样纤维的结构似乎是普遍的


本文编号：3614948