脉冲电场辐照对胰岛素淀粉样变性的影响

发布时间：2018-02-17 01:04

  本文关键词： 电脉冲 胰岛素 淀粉样变性 荧光 TEM 圆二色谱 拉曼光谱　出处：《华东师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：蛋白质结构失稳后会发生错误折叠、集聚或纤维化,不仅丧失正常功能,有时甚至会产生生物毒性。例如神经退行性疾病及二型糖尿病都是因为蛋白质纤维化引起。纤维化了的蛋白质在溶液中具有和淀粉类似的性质,因此蛋白质的纤维化过程又被称为淀粉样变性,以产生β-折叠链状的纤维丝为主要特征。电磁辐照是引起蛋白质结构失稳的一个重要因素,经电场辐照蛋白质会发生去折叠和集聚,进而改变自发折叠机制,因此经受电场辐照的扰动而结构失稳的蛋白质,纤维化过程会受到一定的影响。胰岛素的分子结构简单且具有非常明显的成纤维趋向,被广泛应用于蛋白质淀粉样变性的相关研究。本文以体外胰岛素溶液为研究对象,通过60℃恒温加热促进胰岛素在pH 2.0的HCl溶液中发生淀粉样变性。利用硫磺素T(thioflavine T,ThT)染色的荧光光谱法从胰岛素淀粉样变性的宏观动力学过程方面、透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)从终产物成熟纤维丝的形貌变化方面、圆二色谱(circular dichroism, CD)法及拉曼光谱(Raman)法从原纤维丝二级结构的角度,分别探究了50 Hz脉冲电场(pulsed intense electric fields, PEFs)不同辐照时间、33 Hz PEF不同持续时间及不同电场强度辐照对离体蛋白质发生淀粉样变性的纤维化机制的影响。各项研究指标的实验结果均表明,50 Hz和33 Hz PEF辐照都能引起溶液中原始胰岛素分子的去折叠和集聚,使得胰岛素淀粉样变性初期产生前体蛋白的成核期延长,原纤维丝聚集延长过程(即中间产物的寿命)缩短,形成的成熟纤维丝长度变短且整齐成簇不易纠缠。辐照时间增加、脉冲电场增强,上述效应也随之增强,这些结果一致说明PEF辐照对胰岛素的淀粉样变性有抑制作用。但50 Hz和33 Hz PEF因脉冲波形不同,产生影响的机理不同：50 Hz PEF辐照过程有热协同,而33 Hz PEF辐照的影响主要是电场作用的非热效应。延长辐照时间与增加电场强度产生的抑制作用不尽相同：延长辐照时间,发生聚集的胰岛素分子比例增加但是聚合物尺寸变小；增加电场强度,胰岛素分子则是由球状去折叠为部分打开的无规态。在胰岛素淀粉样变性的不同阶段进行辐照,抑制作用也不相同：辐照后胰岛素的淀粉样变性变得困难,成纤维动力学过程缩短；而对已经发生淀粉样变性的胰岛素原纤维辐照,其团聚的成核中心解聚,且胰岛素原纤维的成纤维活性降低。
[Abstract]:When the protein structure is unstable, misfolding, agglomeration or fibrosis will occur, and not only will it lose its normal function, Sometimes it can even be biotoxic. For example, neurodegenerative diseases and type 2 diabetes are caused by protein fibrosis, which has properties similar to starch in the solution. Therefore, the process of protein fibrosis is also called amyloidosis, which is characterized by the production of 尾 -folded chain-like filaments. Electromagnetic irradiation is an important factor causing the structural instability of proteins. Proteins irradiated by an electric field will be unfolded and concentrated, thus changing the mechanism of spontaneous folding. Therefore, proteins which are disturbed by electric field irradiation and whose structure is unstable, The molecular structure of insulin is simple and has a very obvious tendency of fibroblast, which is widely used in the study of protein amyloidosis. The isothermal heating at 60 鈩，

本文编号：1516856