融合引发的磷脂人造细胞内部酶催化反应及蛋白质表达

发布时间：2021-07-08 05:23

　　磷脂囊泡是由两亲性的磷脂分子在水相中自组装形成的球状结构,其结构与膜组分和细胞相接近,因此可被用作简单的细胞模型。磷脂囊泡可用于模拟细胞内的酶催化反应、蛋白质表达等代谢过程。磷脂囊泡融合可实现物质的跨膜运输,进而模拟细胞间的信息交流。本论文基于巨型磷脂囊泡（GUVs）和大磷脂囊泡（LUVs）的融合,在磷脂囊泡内部实现了酶催化反应和蛋白质表达。本论文通过乳液法制备掺杂10 mass%正电荷磷脂的GUVs,其膜表面Zeta电位为25.43±0.87 m V;采用推泡法制备分别掺杂5 mass%、10 mass%、15mass%、20 mass%负电荷磷脂的LUVs,其膜表面Zeta电位分别为-5.46±1.24m V、-7.11±0.20 m V、-9.95±0.94 m V、-19.10±1.31 m V。两种囊泡溶液按体积比为1:1混合,通过静电相互作用二者可实现融合。结果表明,GUV内部荧光强度随着LUVs中负电荷磷脂的增加而增强,融合平衡时间随着LUVs中负电荷磷脂的增加而缩短。但LUV中负电荷磷脂的掺杂量太多会导致融合过程中GUVs不稳定,容易发生破裂。综合考虑,本论文采用掺杂1... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

生物膜结构示意图[28]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3图1-2人造细胞示意图[35]1.2.2磷脂囊泡磷脂囊泡是由两亲性的磷脂分子自组装形成的内外部都是水相的泡状结构，其结构与膜组分接近于真实细胞，可在其内部介导酶催化、蛋白质表达等代谢反应，来模拟细胞的功能。Monta等人[36]在空气-水界面制备了脂质双层膜并对其电化学性能进行了测定。实验表明，除膜电阻比生物膜高，其他性质均与生物膜相同。因此，磷脂囊泡可作为最简单的细胞模型。1965年，Bangham等人首次在实验中观察到磷脂囊泡，同时其具有和生物细胞相同的包封功能[37]。之后研究人员对磷脂囊泡的性能和应用研究进行了探讨。Marrink等人[38]运用分子动力学来模拟磷脂囊泡的形成过程。如图1-3所示，a-f为不同时间点磷脂囊泡的形成状态。Kaler[39]等人成功制得磷脂囊泡，并通过低温透射电子显微镜和中子小角散射测定了囊泡的尺寸分布。图1-3脂质DPPC聚集成囊泡的过程示意图[38]a）0ns；b）4ns；c）20ns；d）80ns；e）200ns；f）240ns根据磷脂囊泡的直径大小，可将磷脂囊泡分为小磷脂囊泡（Smallunilamellarvesicle，SUV，小于0.2μm）、大磷脂囊泡（Largeunilamellarvesicle，LUV，0.2-1μm）和巨型磷脂囊泡（Giantunilamellarvesicle，GUV，大于1μm）。具体尺寸

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3图1-2人造细胞示意图[35]1.2.2磷脂囊泡磷脂囊泡是由两亲性的磷脂分子自组装形成的内外部都是水相的泡状结构，其结构与膜组分接近于真实细胞，可在其内部介导酶催化、蛋白质表达等代谢反应，来模拟细胞的功能。Monta等人[36]在空气-水界面制备了脂质双层膜并对其电化学性能进行了测定。实验表明，除膜电阻比生物膜高，其他性质均与生物膜相同。因此，磷脂囊泡可作为最简单的细胞模型。1965年，Bangham等人首次在实验中观察到磷脂囊泡，同时其具有和生物细胞相同的包封功能[37]。之后研究人员对磷脂囊泡的性能和应用研究进行了探讨。Marrink等人[38]运用分子动力学来模拟磷脂囊泡的形成过程。如图1-3所示，a-f为不同时间点磷脂囊泡的形成状态。Kaler[39]等人成功制得磷脂囊泡，并通过低温透射电子显微镜和中子小角散射测定了囊泡的尺寸分布。图1-3脂质DPPC聚集成囊泡的过程示意图[38]a）0ns；b）4ns；c）20ns；d）80ns；e）200ns；f）240ns根据磷脂囊泡的直径大小，可将磷脂囊泡分为小磷脂囊泡（Smallunilamellarvesicle，SUV，小于0.2μm）、大磷脂囊泡（Largeunilamellarvesicle，LUV，0.2-1μm）和巨型磷脂囊泡（Giantunilamellarvesicle，GUV，大于1μm）。具体尺寸

【参考文献】：
期刊论文
[1]高效液相色谱法测定磷脂软胶囊中磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺的含量[J]. 王海波,莫紫梅,袁光蔚,廖子祎.  食品安全质量检测学报. 2020(02)
[2]如何看待生命起源[J]. 李淼.  小康. 2019(22)
[3]诺贝尔奖级科学成就究竟是怎样取得的?——绿色荧光蛋白的发现、表达与开发[J]. 周程.  安徽大学学报(哲学社会科学版). 2016(04)
[4]细胞膜:结构的魅力[J]. 马延.  生命世界. 2015(01)
[5]电形成法制备脂质体[J]. 景婧,李轶,刘剑,展思辉.  化学进展. 2011(12)
[6]细胞膜的双层磷脂结构与功能[J]. 徐国恒.  生物学通报. 2006(09)
[7]植物表达分泌蛋白的运输及定位[J]. 刘丹如,宋长征,张更林.  生物技术通讯. 2006(03)
[8]胆固醇对细胞膜结构和功能的影响[J]. 毛应华,糜漫天.  国外医学(卫生学分册). 2004(06)
[9]线粒体能量转化效率、速率与运动能力[J]. 文立.  天津体育学院学报. 2000(01)
[10]生物膜与细胞进化[J]. 周广泰,任卫东.  青海师范学院学报(自然科学版). 1982(01)

硕士论文
[1]高可溶性绿色荧光蛋白在大肠杆菌中的表达分析[D]. 张俊华.聊城大学 2019



本文编号：3270942