AFM研究药物对肌红蛋白与其识别探针相互作用的影响

发布时间：2017-03-24 21:03

  本文关键词：AFM研究药物对肌红蛋白与其识别探针相互作用的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物分子间相互作用的研究是生物学、化学、医学等学科的基础课题。但是,大部分相关研究往往是在没有外部因素影响的近生理条件下进行的。由于人体内的环境是很复杂的,特别是对患有糖尿病,心脑血管病及高血压等需要长期服药的病人而言。因此研究药物对生物分子间相互作用的影响是很有意义的。本论文选用早期心肌梗塞的标志物肌红蛋白为靶标,利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)力谱技术研究药物对肌红蛋白与其识别探针(核酸适配体和抗体)相互作用的影响。首先考察了肌红蛋白、识别探针分别经药物处理后,肌红蛋白与识别探针间相互作用的变化;然后再考察了药物共存时,肌红蛋白与识别探针间相互作用的变化。具体内容如下:1.基于AFM力谱技术研究药物对肌红蛋白的影响分别采用丙嗪、阿莫西林、阿司匹林和青霉素钠处理肌红蛋白修饰的基底,然后采用AFM探测识别探针功能化的针尖与这些基底的相互作用。结果发现,肌红蛋白经药物处理后,其与核酸适配体的相互作用力和成键率均未产生明显变化,说明药物处理肌红蛋白后对肌红蛋白/核酸适配体的相互作用无明显影响。但是,当肌红蛋白经药物处理后,肌红蛋白/抗体的相互作用力和成键率发生了明显的变化,且产生了三种不同的现象:(1)经丙嗪和阿莫西林处理后,肌红蛋白/抗体的力分布由单峰变成双峰,同时使两者的成键率增大;(2)经阿司匹林处理后,肌红蛋白/抗体的力分布由单峰变成双峰,但对两者的成键率基本不产生影响;(3)经青霉素钠处理后,肌红蛋白/抗体的相互作用力和成键率均增大,但两者的力分布仍为单峰。造成以上结果的原因可能是:不同识别探针与肌红蛋白的结合模式和作用位点不同、不同药物对肌红蛋白构象的影响不同以及识别探针的结构不同。2.基于AFM力谱技术研究药物对识别探针的影响识别探针(核酸适配体或抗体)功能化的针尖分别被丙嗪、阿莫西林、阿司匹林和青霉素钠处理,然后利用AFM探测这样处理后的针尖与肌红蛋白修饰的基底的相互作用。结果发现,核酸适配体经药物处理后,其与肌红蛋白的相互作用力和成键率均未产生明显的变化,即该处理对肌红蛋白/核酸适配体的相互作用基本不影响。而抗体经药物处理后,其与肌红蛋白的相互作用则产生了两种不同的现象。具体来说,当阿莫西林或青霉素钠处理抗体后,可使肌红蛋白/抗体的成键率下降,但对两者的相互作用力不产生影响;当丙嗪或阿司匹林处理抗体后,却对肌红蛋白/抗体的相互作用力和成键率基本上不产生影响。这可能是因为相比于核酸适配体而言,抗体的构象更容易受到药物的影响所导致的。这一原因也得到圆二色谱结果的佐证。3.基于AFM力谱技术研究药物共存时对肌红蛋白/核酸适配体或肌红蛋白/抗体的相互作用的影响前面工作中肌红蛋白或识别探针仅用药物处理一段时间,然后用缓冲溶液进行清洗。鉴于在实际体系中,药物往往一直伴随着靶标或识别探针存在,因此我们还利用力谱技术考察了药物存在下肌红蛋白与其识别探针的相互作用,以研究药物对肌红蛋白与其识别探针相互作用的影响。结果发现,四种药物(丙嗪、阿莫西林、阿司匹林和青霉素钠)存在下,肌红蛋白/核酸适配体的相互作用力和成键率均未产生明显变化,表明药物对肌红蛋白/核酸适配体的相互作用基本不影响。而这些药物对肌红蛋白/抗体的相互作用则产生了显著的影响,且产生了三种不同的现象。(1)丙嗪使肌红蛋白/抗体的力分布发生变化,由单峰变成双峰,同时使两者的成键率增大;(2)阿司匹林使肌红蛋白/抗体的力分布由单峰变成双峰,同时使两者的成键率下降;(3)阿莫西林或青霉素钠使肌红蛋白/抗体的成键率下降,但对两者的相互作用力及力分布不产生影响。由前面的研究工作可知,药物对核酸适配体的构象基本不产生影响,但却使肌红蛋白和抗体的构象发生了变化。因此,药物存在下,肌红蛋白/核酸适配体或肌红蛋白/抗体的相互作用产生了不同的结果。本工作将为解析药物对生物分子的影响提供有价值的信息,有助于人们更好地理解药物对蛋白质与其识别探针相互作用的影响,对复杂体系内传感器的设计提供理论依据。
【关键词】：AFM力谱技术 药物 肌红蛋白 核酸适配体 抗体
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R96
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 本文所用英文缩略词表12-13
• 第1章 绪论13-28
• 1.1 药物与生物分子相互作用研究的意义13
• 1.2 药物与生物分子相互作用研究的方法13-26
• 1.2.1 光谱分析法13-16
• 1.2.2 电化学法16-17
• 1.2.3 毛细管电泳法17-18
• 1.2.4 亲和色谱法18-19
• 1.2.5 原子力显微镜19-25
• 1.2.6 其他方法25-26
• 1.3 本论文拟开展的研究工作26-28
• 第2章 基于AFM力谱技术研究药物对肌红蛋白的影响28-44
• 2.1 前言28
• 2.2 实验部分28-32
• 2.2.1 主要试剂和仪器28-30
• 2.2.2 实验方法30-32
• 2.3 结果与讨论32-43
• 2.3.1 功能化针尖的表征32-33
• 2.3.2 接触时间对成键率的影响33-34
• 2.3.3 肌红蛋白经药物处理前后其与核酸适配体的相互作用34-37
• 2.3.4 肌红蛋白经药物处理前后其与抗体的相互作用37-41
• 2.3.5 机理探讨41-43
• 2.4 小结43-44
• 第3章 基于AFM力谱技术研究药物对识别探针的影响44-53
• 3.1 前言44
• 3.2 实验部分44-46
• 3.2.1 主要试剂和仪器44-45
• 3.2.2 实验方法45-46
• 3.3 结果与讨论46-52
• 3.3.1 核酸适配体经药物处理后其与肌红蛋白的相互作用46-48
• 3.3.2 抗体经药物处理后其与肌红蛋白的相互作用48-51
• 3.3.3 机理探讨51-52
• 3.4 小结52-53
• 第4章 基于AFM力谱技术研究药物共存时对肌红蛋白/核酸适配体或肌红蛋白/抗体相互作用的影响53-61
• 4.1 前言53
• 4.2 实验部分53-54
• 4.2.1 主要试剂和仪器53
• 4.2.2 实验方法53-54
• 4.3 结果与讨论54-60
• 4.3.1 药物存在下肌红蛋白/核酸适配体的相互作用54-56
• 4.3.2 药物存在下肌红蛋白/抗体的相互作用56-59
• 4.3.3 机理分析59-60
• 4.4 小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-73
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录73-74
• 附录B 第二章中所涉及到的公式计算74-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 ;Study of the effect of atorvastatin on the interaction between ICAM-1 and CD11b by live-cell single-molecule force spectroscopy[J];Science China(Chemistry);2010年04期

2 ;Study on the specific interaction between angiogenin and aptamer by atomic force microscopy (AFM)[J];Chinese Science Bulletin;2008年02期

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本文编号：266150