β-乳球蛋白与川陈皮素相互作用机制研究

发布时间：2020-06-21 07:55

【摘要】：食品工业中,营养性小分子的应用十分广泛。但由于部分活性小分子的难溶、不稳定性使得其在应用方面难以达到理想效果。因此,通过亲和力高、选择性强的载体负载营养性小分子,以使得其在理想环境下靶向释放对营养素小分子的充分应用起到了重要作用。蛋白质是食品组成的主要营养成分,因其生物相容性好、天然无毒以及生物可降解性,已被广泛用作活性小分子的包埋和输送载体,应用于食品健康领域。而蛋白与配体间的相互作用某种程度上决定着递送体系的构建。本论文系统的研究了β-乳球蛋白与川陈皮素的相互作用机制,探讨了不同条件下β-乳球蛋白-川陈皮素复合物的形成。主要研究结果如下:(1)β-乳球蛋白与川陈皮素相互作用的研究。利用荧光、圆二等光谱手段研究了β-乳球蛋白与川陈皮素互作后β-乳球蛋白分子构象的变化,利用川陈皮素对β-乳球蛋白的淬灭作用以及等温量热滴定的技术探究了两者间的结合常数、结合位点数以及热力学参数,利用竞争性结合实验确定川陈皮素与β-乳球蛋白的结合位点,利用紫外可见分光光度计测定了复合物的形成对川陈皮素溶解度的影响。结果显示:川陈皮素对β-乳球蛋白的淬灭是以两者间形成复合物的静态淬灭占主导的过程,结合力为疏水相互作用;川陈皮素与β-乳球蛋白互作后会引起β-乳球蛋白微环境及构象的改变,二级结构伴随着α-螺旋到β-折叠的过渡,表面疏水性有微小的上升趋势;竞争性结合实验表明在中性pH下川陈皮素主要结合于β-乳球蛋白内部疏水空腔;β-乳球蛋白-川陈皮素复合物的形成使得川陈皮素溶解度提高3倍左右。(2)pH调控β-乳球蛋白-川陈皮素复合物的形成及其相互作用分析。采用分子对接以及分子动力学模拟软件探究了不同pH条件下β-乳球蛋白与川陈皮素的结合状态,利用荧光、圆二等光谱手段研究了不同结合模式下β-乳球蛋白与川陈皮素互作后β-乳球蛋白分子构象的变化以及复合物的形成对β-乳球蛋白稳定性的影响。结果表明:在酸性pH条件下,川陈皮素会选择性的结合于β-乳球蛋白表面疏水袋;β-乳球蛋-川陈皮素复合物的形成使得β-乳球蛋白的“Tanford transition”机制失效,体系pH由中性调节至酸性过程中,川陈皮素始终稳定的结合于β-乳球蛋白的疏水空腔;川陈皮素与β-乳球蛋白互作会引起β-乳球蛋白构象的改变,川陈皮素的结合均会导致β-乳球蛋白的β-折叠减少,但当结合位点在疏水空腔时,β-乳球蛋白二级结构改变相对较小(1%-2%);复合物的形成均使得β-乳球蛋白的尿素稳定性增加。(3)热变性β-乳球蛋白与川陈皮素相互作用的研究。利用荧光、圆二等光谱手段研究了热处理对β-乳球蛋白分子构象的影响,利用川陈皮素对β-乳球蛋白的淬灭作用研究了两者间的结合常数、结合位点数,利用紫外可见分光光度计测定了复合物的形成对川陈皮素溶解度的影响。结果显示:热变性β-乳球蛋白相较于β-乳球蛋白结构更伸展,使得热变性β-乳球蛋白与川陈皮素之间的结合常数以及结合位点数大于β-乳球蛋白,但当温度达到80℃后,结合常数不再随着温度的上升而增加,其对川陈皮素的溶解度提高方面也展示出了同一趋势。另外,加热变性使得β-乳球蛋白的表面疏水性增高,且在75℃达最大。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.21
【图文】：

考虑到结合过程中蛋白质结合位点的构象改变，此模型只能用于解存在微小构象改变的蛋白质-配体结合模式。“锁钥模型”和“诱导契合中的蛋白质构象看作独立且稳定，而忽略了大多数蛋白质构象在本进而，“构象选择(Conformation selection)”理论被提出(Tobi et al 200种模型，“构象选择”理论考虑到蛋白质自身的灵活性，其假定蛋白状态下并不是独立的、稳定的，而是以各种不同构象存在达到平衡件下，配体可以选择与其最匹配的蛋白质构象结合，最终蛋白质构能与配体结合的蛋白质构象转移。换句话说，也就是未结合配体的朝着能与配体结合构象转变的。其后的研究中，关于分子识别认识也不断深入。研究发现蛋白质与二者间的互补性高，主要包括能量及空间结构相关互补。基于“构象们可以得知：蛋白质与配体分子形成复合物的过程中，会导致二者化性质的改变。因此，从分子水平上探究蛋白质与配体间的相互作白质功能、设计基于蛋白质结构的营养、药物载体可起到一定的参考

提供了理论基础。分子动力学模拟软件有 AMBER(Case et al 2005, Pearlman et aBrooks et al 2009)、GROMOS(Christen et al 2005)以及 NAMD(Ph子动力学模拟相关的结构一般基于分子对接得到。在此操作中定条件的盒子中，加入平衡离子进行中和处理保持电中性；然术优化体系结构，接着在一定温度下模拟分析分子动力特征同接着在算法分析基础上，确定出蛋白的构象变化情况，同时对。球蛋白球蛋白的结构

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本文编号：2723775