固体支撑脂质双层膜与β-淀粉样蛋白相互作用的研究

发布时间：2017-08-16 11:07

  本文关键词：固体支撑脂质双层膜与β-淀粉样蛋白相互作用的研究

  更多相关文章： 固体支撑脂质双层膜 Aβ(1-40)蛋白 神经节苷脂 拉曼光谱 电化学

【摘要】：老年痴呆症,也叫阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),是最常见的神经性功能障碍疾病。目前,患AD的人数逐渐增加。许多研究表明AD的发病基因主要是淀粉样蛋白质-beta(Aβ)聚集后沉积在大脑边缘和大脑皮层形成淀粉样蛋白斑。Aβ蛋白是由淀粉样前体蛋白(APP)经β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而产生多肽,其中Aβ(1-40)和Aβ(1-42)是两种最为常见的类型。许多研究表明Aβ的聚集和纤维化发生在含单唾液酸四己糖神经节苷脂(GM1)的脂质膜上,神经系统中含量丰富的GM1在Aβ蛋白的聚集和纤维化过程中起到至关重要的作用。固体支撑脂质双层膜作为细胞膜模拟体系,被广泛应用于研究脂质-蛋白质和细胞-细胞相互作用。它们在医疗移植,药物输送以及生物传感器方面具有潜在的应用价值。已经有许多关于固体支撑脂质双层膜(SPBs)和蛋白质相互作用的研究。而拉曼光谱可以提供有效的分子结构信息。因为液体环境下水的拉曼散射比较弱,所以用拉曼研究液体环境下的生物分子结构更方便。然而,拉曼散射效应是很弱的,很容易被溶剂的荧光淹没。最近,拉曼光谱在解决生物问题方面得到广泛关注,已经被成功运用于检测细胞成分和代谢活动。但是,因为脂质双层膜的厚度只有4-6nm厚,所以脂质双层膜的拉曼光谱很难被探测到。一种结合拉曼光谱仪,显微镜和共聚焦系统的拉曼光谱系统被研发,可以提高分辨率和信号采集效率,用于研究SPBs的拉曼光谱。在本论文中,主要通过几种方法对含有GM1的固体支撑磷脂双层膜与Aβ(1-40)蛋白的相互作用进行了研究。我们在固体材料衬底云母和Si O2上制备了固体支撑脂质双层膜,通过荧光显微镜(FM)和拉曼光谱仪得到了云母和Si O2上磷脂双层膜的形貌和分子结构信息。通过云母上加入Aβ(1-40)蛋白后不同时间的拉曼光谱,详细分析了Aβ(1-40)蛋白与含有GM1的脂质双层膜相互作用,以及Aβ(1-40)的构象变化。它证明了自组装在云母表面的脂质双层膜处于高分子液晶状,更多的神经节苷脂GM1的含量可以减少脂质双层膜酰基链的横向相互作用以及有序性。我们观察到了GM1头端的乙酰神经氨酸的拉曼特征峰,并且发现Aβ(1-40)蛋白通过与乙酰神经氨酸相互作用,从而与GM1绑定,逐步聚合到膜表面。拉曼光谱在C-H区域的明显的变化表明Aβ(1-40)疏水的C端插入SPBs内部并且影响SPBs疏水的酰基链。拉曼数据表明随着时间的增加,Aβ(1-40)的α-helix和β-sheet结构增加,并且观察到芳香族残基苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(T yr)的拉曼特征峰。基于这些数据分析,我们构建了合适的模型,去描述Aβ(1-40)蛋白由包含GM1的SPBs引起的构象改变和聚集的机理。我们还通过云母和Si O2表面SPBs的拉曼光谱的,分析了两种基底对脂质双层膜构象的影响,以及Aβ(1-40)蛋白与SPBs相互作用的差异。在第三部分工作中,我们用电化学方法分析了金电极表面的形成的脂质双层膜(GM1/SM/Chol)的绝缘性和稳定性,而后研究了Aβ(1-40)蛋白在SPBs表面的电化学行为以及Aβ(1-40)蛋白对脂质双层膜的影响,发现Aβ(1-40)蛋白与脂质双层膜相互作用同时,对脂质膜具有破坏和穿透作用。
【关键词】：固体支撑脂质双层膜 Aβ(1-40)蛋白 神经节苷脂 拉曼光谱 电化学
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 阿尔茨海默症的介绍10-11
• 1.1.1 阿尔茨海默症概述10
• 1.1.2 阿尔茨海默症的病理特征10-11
• 1.1.3 阿尔茨海默症的发病基因11
• 1.2 β-淀粉样蛋白（Aβ）介绍11-14
• 1.2.1 Aβ 的概述11-12
• 1.2.2 Aβ 的聚集和纤维化12-14
• 1.3 本文的研究内容与意义14-16
• 参考文献16-18
• 第二章 含GM1的脂质膜与Aβ 蛋白的相互作用18-36
• 2.1 引言18-19
• 2.2 实验19-20
• 2.2.1 材料和试剂19
• 2.2.2 样品的制备19
• 2.2.3 荧光显微镜和拉曼光谱仪19-20
• 2.3 结果和讨论20-32
• 2.3.1 GM1/SM/Chol-SPBs在云母的表面形貌20
• 2.3.2 GM1/SM/Chol-SPBs在云母表面的拉曼光谱20-24
• 2.3.3 SPBs与Aβ(1-40)相互作用的拉曼光谱24-29
• 2.3.4 SPBs与Aβ(1-40)相互作用的分析29-32
• 参考文献32-36
• 第三章 基底材料对脂质膜和Aβ 蛋白构象的影响36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 实验36-37
• 3.2.1 材料和试剂36
• 3.2.2 基底的处理和样品的制备36-37
• 3.2.3 荧光显微镜和拉曼光谱仪37
• 3.3 结果和讨论37-43
• 3.3.1 20GM1/40SM/40Chol-SPBs在云母和SiO2上的表面形貌37-38
• 3.3.2 20GM1/40SM/40Chol-SPBs在云母和SiO2上的拉曼光谱38-41
• 3.3.3 云母和SiO2上SPBs加入Aβ(1-40)后的拉曼光谱41-43
• 3.4 结论43-44
• 参考文献44-46
• 第四章 电化学方法研究脂质膜与Aβ 蛋白的相互作用46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 实验46-48
• 4.2.1 材料和试剂46-47
• 4.2.2 仪器设备47
• 4.2.3 金电极的极化处理和磷脂双层膜及蛋白溶液的制备47-48
• 4.3 结果和讨论48-52
• 4.3.1 SPBs膜的形成48
• 4.3.2 SPBs的电化学行为48-50
• 4.3.3 SPBs加入蛋白后的电化学表征50-52
• 4.4 结论52-54
• 参考文献54-56
• 第五章 结论和展望56-60
• 5.1 主要研究结果和结论56-58
• 5.2 展望58-60
• 致谢60-62
• 攻读学位期间发表的学术论文62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申茉函;王全才;牟旭鹏;陈洪波;牛超;颜炜群;;重组人β-淀粉样蛋白1-42在毕赤酵母中的表达与鉴定[J];吉林大学学报(医学版);2008年06期

2 毕建忠;β-淀粉样蛋白与老年性痴呆[J];山东医药;2000年20期

3 胥显民,牛勃,王廷杰,陈显久,张悦红,蔡大勇;β-淀粉样蛋白对神经干细胞致凋亡作用研究[J];中国药物与临床;2004年01期

4 承欧梅,陈婉容,钟世江,李光勤,贾延颉;健康妇女血浆β-淀粉样蛋白测定及其临床意义[J];中国老年学杂志;2004年05期

5 吕诚,胡小令,祝高春,万卫,石嘉庆;β-淀粉样蛋白所致模拟老年性痴呆动物模型的建立[J];江西医学院学报;2005年01期

6 李希明;;吸入全身麻醉下血浆β-淀粉样蛋白水平与术后认知功能障碍[J];山东医学高等专科学校学报;2010年07期

7 洪亮;黄汉昌;姜招峰;刘媛媛;;β-淀粉样蛋白的体内清除机制[J];生命科学研究;2013年02期

8 郝洪军,袁锦楣,曹桂华;链霉素化亲和免疫细胞化学技术标记皮肤血管β-淀粉样蛋白[J];中国神经精神疾病杂志;1997年05期

9 戴永萍,刘春风,包仕尧;β-淀粉样蛋白对大鼠脑神经细胞凋亡及白介素2表达的影响[J];江苏医药;2000年05期

10 杨志勇,汪华侨,张革,林贤,谢瑶,袁群芳,姚志彬;国人外周血抗β-淀粉样蛋白抗体水平的依龄性变化[J];中山大学学报(医学科学版);2005年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 苏心;张文治;王新平;;脑源性神经营养因子对β-淀粉样蛋白诱导神经干细胞损伤的保护作用[A];第九次全国神经病学学术大会论文汇编[C];2006年

2 杨华静;徐鹏;张苏明;;低浓度β-淀粉样蛋白对神经干细胞的作用机制研究[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年

3 宋胜梅;王永祥;熊利敏;徐茂田;屈凌波;;贝加因和β-淀粉样蛋白相互作用的光谱研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年

4 周爱民;王芳;;β-淀粉样蛋白的研究进展[A];2012全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2012年

5 秦海强;陈启盛;;衰老基础上海马内注射β-淀粉样蛋白对大鼠行为和生化指标的影响[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年

6 王乃东;;大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后β-淀粉样蛋白的表达[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年

7 袁灿;邓清清;杨真;易连;李海玲;高中洪;;β-淀粉样蛋白与铁卟啉的结合特性及其催化的蛋白质硝化与老年痴呆症的关系研究[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年

8 曹禹;曲亮;黄有国;;Gα_o蛋白与阿耳茨海默氏症[A];生物膜与重大疾病学术研讨会论文集[C];2004年

9 周艳丽;霍朝晖;徐茂田;;β-淀粉样蛋白与铁离子的相互作用的研究[A];河南省化学会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年

10 张兰;李林;李雅莉;朴景华;;二苯乙烯甙拮抗β-淀粉样蛋白及过氧化氢致神经细胞损伤[A];中国药理学会第十届全国神经学术会议暨浙江省药理学会2002年年会论文摘要集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 本报记者 冯卫东;这一年，我们一起追过的科学新闻(中)[N];科技日报;2013年

2 记者 刘钢;老年痴呆有望防治,疫苗已进入试验阶段[N];新华每日电讯;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 徐德恩;GPR50调控β-淀粉样蛋白产生的机制研究[D];苏州大学;2014年

2 赵坦泰;β-淀粉样蛋白在大鼠视神经横断损伤模型中的表达及BFP对视网膜节细胞保护作用的实验研究[D];中南大学;2011年

3 李希明;术后认知功能障碍与血浆β-淀粉样蛋白及rSO_2的相关性研究[D];山东大学;2014年

4 李曼;β-淀粉样蛋白上调人脸微血管内皮细胞CCR5表达的机制及意义[D];中国医科大学;2008年

5 于明;β-淀粉样蛋白25-35诱导分化PC12细胞氧化损伤及MCI-186保护机制的研究[D];吉林大学;2006年

6 高秀萍;β-淀粉样蛋白神经毒作用机制的研究：AβP31-35和AβP25-35对大鼠皮层及海马神经元K～+电流及细胞内Ca～（2+）水平的影响[D];山西医科大学;2004年

7 郝键;不同类型β-淀粉样蛋白与APPswe/PS1dE9小鼠认知功能障碍的相关性研究[D];第四军医大学;2011年

，

本文编号：682919