棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间的相互作用研究

发布时间：2017-11-24 15:00

  本文关键词：棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间的相互作用研究

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【摘要】：近年来,生物膜结构和功能的研究已成为分子生物学及生物医学中最令人关注的热点领域之一。研究发现人类多种疾病的发生、发展与棕榈酸诱导和胰岛素抵抗密切相关。因此,从分子水平研究棕榈酸与脂分子及胰岛素间的相互作用已成为研究多种疾病发生、发展规律的核心点和关键点,这对于理解和治疗与棕榈酸诱导及胰岛素抵抗相关的疾病具有重要的生物学意义和参考价值。研究脂分子间及其与蛋白质的相互作用最有利的工具为脂单分子层技术(即Langmuir-Blodgett(LB)膜技术)。本文采用LB膜技术模拟研究了Langmuir单层膜中棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间相互作用。 本文重点对以下两个方面进行了研究： (1)棕榈酸(PA)与二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)混合单层膜的理化特性及表面形貌。通过将LB膜技术与原子力显微镜相结合研究了二元PA/DPPE混合单层膜在两种亚相条件下(pH为6.2和3)的热力学特性与形态特征。在两种pH值亚相条件下,利用LB膜技术制备了PA/DPPE混合单层膜。得到了混合单层膜在两种pH值亚相条件下的π-A等温线。基于π-A等温线,计算得到了对应的过量分子面积、过量吉布斯自由能、相互作用参数、活度系数等热力学参数。对PA/DPPE混合单层膜的稳定性、混合性、结构特征及相互作用机制进行了讨论。对混合单层膜的表面形貌进行了原子力显微镜检测。给出了PA/DPPE混合单层膜在界面上的二维分子排列模型图。实验结果发现：①在两种pH值亚相条件下,PA/DPPE混合单层膜的π-A等温线均随PA摩尔分数的增加而规律地排列在两种纯组分的等温线之间；②在两种亚相条件下混合单层膜的平均分子面积均随XPA和表面压力的增加而降低；③在XPA=0.7且亚相pH=6.2和XPA=0.5且亚相pH=3时,过量分子面积分别得到了最大值,表明随PA摩尔比的增加,混合单层膜中PA与DPPE分子间作用力增强,斥力变大；④在亚相pH为6.2和3时,随表面膜压的增加,混合单层膜的过量吉布斯自由能和相互作用参数均逐渐变大并表现出规律性地变化,但其最值分别出现在不同的摩尔比(即亚相pH值为6.2时,最值出现在XPA=0.7,亚相pH为3时,最值出现在XPA=0.5),说明在DPPE单层膜中加入PA分子会对混合单层膜的稳定性及分子间相互作用产生重要影响；⑤亚相pH为3时混合单层膜活度系数f1的值与亚相pH为6.2时混合单层膜活度系数f1的值有相反的变化趋势,而亚相pH值为3时活度系数f2的数值与亚相pH值为6.2时混合单层膜活度系数f2的数值变化趋势相同；⑥对两种pH值亚相条件下不同比例的混合单层膜的表面形貌进行观测,结果表明在两种亚相条件下不同比例的PA/DPPE混合单层膜出现了不同程度的聚集。与亚相pH值为6.2时相比,pH为3的亚相环境使得纯组分及混合组分单层膜的缺陷增多且混合单层膜表面粗糙度的变化趋势也发生了改变。 (2)牛胰岛素(INS)与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)及PA在单层膜中的相互作用。研究了DPPC和PA对INS单层膜的界面相行为、稳定性、吸附特性及可压缩性等的影响。运用了压力-面积(π-A)等温线、压力-时间(π-T)曲线、以及原子力显微镜技术等探究了胰岛素单层膜、INS/DPPC混合单层膜、INS/PA混合单层膜的界面相行为和表面形貌特性。结果发现：①混合单层膜的相行为和横向组装取决于脂分子的极性头部间、疏水尾链间以及脂分子与INS分子间的相互作用；②在100min内,INS/DPPC混合单层膜的稳定性高于INS/PA混合单层膜的稳定性；③INS吸附到单层膜的能力主要取决于单层膜的成分和组装密度；④通过原子力显微镜对纯INS、DPPC、PA及INS/DPPC和INS/PA单层膜进行了表面形貌观察,发现在高膜压下单层膜中的PA分子更易诱导INS分子发生聚集；⑤检测了不同pH值(pH=2,5.3和10)亚相条件下INS单层膜的表面形貌,发现在单层膜中有脂质分子存在时或在非特异性疏水环境中易诱导INS分子发生聚集。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R3411

【参考文献】

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1 孙润广;郝长春;常怡光;张静;牛春玲;;鞘氨醇与DPPC,DPPE单层膜的热力学特性及形态观察[J];化学学报;2009年15期

2 郝长春;孙润广;张静;常怡光;牛春玲;;鞘氨醇/胆固醇单层分子膜的热力学特性及表面形态的AFM观测[J];中国科学(B辑:化学);2008年11期

3 杨福愉;生物膜结构研究的一些进展[J];生物化学与生物物理进展;2003年04期

4 杨小乐;孙润广;张静;;LB膜与AFM技术研究磷脂酰乙醇胺单分子膜结构[J];液晶与显示;2006年04期

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本文编号：1222617