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有机小分子与蛋白质相互作用的研究及其分析应用

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第一章绪论

第一节血清白蛋白的结构和性质

第二节血清白蛋白与有机小分子相互作用的光谱法研究进展

第三节共振光散射技术在蛋白质分析中的应用

第四节论文研究的目的和内容

第二章双氟磺草胺与牛血清白蛋白相互作用的研究

第三章刚果红-曲拉通X-100-BSA体系相互作用的研究

第四章十二烷基苯磺酸钠-钇-蛋白质体系的共振光散射增强效应及其分析应用

第五章有机溶剂-十二烷基苯磺酸钠-蛋白质体系的共振光散射增强效应及其分析应用

第一节丙酮-十二烷基苯磺酸钠-蛋白质体系的共振光散射增强效应及其分析应用

第二节乙醇-十二烷基苯磺酸钠-蛋白质体系的共振光散射增强效应及其分析应用

第三节有机溶剂-SDBS-蛋白质体系的机理研究

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

蛋白质是各类生命的基本物质，是生物性状的直接表达者，担负着各种生理功能，从整体上维持生物体新陈代谢活动的进行。深入研究小分子物质与蛋白质的作用机理，建立蛋白质快速、简便的分析方法，对分子水平上阐明生命的奥秘等方面具有重要的意义，是当前生物分析化学研究的前沿和热点之一。 本论文利用荧光技术、共振光散射技术、表面张力测定技术、吸收光谱技术、圆二色谱技术、透射电镜等手段研究了小分子物质与蛋白质的作用机理，建立了蛋白质快速、准确、简便的分析方法。论文共分五个部分。 论文的第一部分主要综述了蛋白质结构和性质、小分子物质与蛋白质相互作用的研究方法和研究进展，以及共振光散射技术基本原理及其在蛋白质分析应用中的研究进展等。共引用文献147篇。 论文的第二部分中，利用荧光光谱法、紫外光谱法、圆二色光谱法等方法研究了除草剂双氟磺草胺(flomsulam，缩写为FU)与血清白蛋白之间的相互作用机理。结果表明：FU可以显著猝灭BSA的荧光，其猝灭机制为静态猝灭。FU与BSA的结合常数K在299K和309K时分别为1.5×10<'4>和7.1×10<'3>Lmol<'-1>，两者之间存在一个结合位点。体系的焓变AH和熵变AS分别为-57.9KJmol<'-1>和-113.6Jmol<'-1>s<'-1>)，说明FU与BSA之间主要以氢键作用力和范德华力相互结合。根据Forstcr非辐射能量转移理论，FU-BSA间的结合距离为1.6nm，能量转移效率为0.41。紫外光谱和圆二色光谱实验结果表明，FU可以导致BSA构象发生改变。 论文的第三部分应用荧光光谱、紫外吸收光谱、荧光寿命和圆二色光谱法研究了生理条件和酸性条件下刚果红(CR)与牛血清白蛋白(BSA)在非离子型表面活性剂TX-100存在时的相互作用机理。结果表明在生理条件下和pH=2.75的柠檬酸钠．盐酸缓冲溶液中CR-TX-100对BSA有较强的荧光猝灭作用，其荧光猝灭方式均以静态猝灭为主。实验还发现，TX-100的加入能够促进CR对BSA的荧光猝灭作用，认为CR和TX-100的协同作用，使得CR、TX-100与BSA三者形成了大的聚集体，促进了BSA的荧光猝灭作用。有无TX-100条件下体系的同步荧光光谱和加入不同物质溶液微环境疏水性研究表明，CR-TX-100使BSA内部的疏水结构有所瓦解，肽链的伸展程度增加，CR-TX-100为BSA提供了极性较强的微环境。圆二色光谱实验结果表明TX-100存在下随着CR浓度的增加，BSA发生了去折叠过程。在论文的第四部分，研究了在pH为5.4的酸性介质中，表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、稀土离子Y<'3+>和蛋白质共振光散射的增强作用，其最大峰位于351nm处，且其强度与蛋白质的浓度在一定范围内呈线性关系，据此建立了一种定量测定蛋白质的新方法。BSA、HSA、EA的线性范围分别为4.0x10<'-8>-5.0x10<'-6>、4.0x10<'-8>-5.0x10<'-6>mL<'-1>和8.0x10<'-8>-2.0x10<'-5>g mL<'-1>，检出限分别为0.010、0.011和0.059μg mL<'-1>。该方法用于实际样品人血清蛋白和鸡蛋血清蛋白总量的分析，结果令人满意。 论文的第五部分研究了酸性介质中有机溶剂(乙醇、丙酮)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与蛋白质的相互作用，有机溶剂的加入有效的促进了SBDS与BSA的聚集作用，从而导致共振光散射增强，且共振光散射的强度与蛋白质的浓度在一定范围内成正比，该法可用于蛋白质的测定。丙酮体系中BSA、HSA和EA的线性范围分别为4.0x10<'-8>-10×10<'-5>、4.0x10<'-8>-1.8×10<'-5>和4.0x10<'-8>-1.2×10<'-5>g mL<'-1>，乙醇体系中BSA、HSA和EA的线性范围分别为8.0x10<'-8>-1.0x10<'-5>、8.0x10<'-8>-1.4x10<'-5>和1.0×10<'-7>-1.0×10<'-5> g mL<'-1>。该体系用于实际样品人血清总蛋白的测定，丙酮体系和乙醇体系相对标准偏差分别为1.4﹪和3.5﹪。 本论文的主要特点是： (1)本文利用荧光光谱、紫外吸收光谱、荧光寿命和圆二色光谱等多种手段讨论了三唑嘧啶磺酰胺类除草剂双氟磺草胺(flozasulam，缩写为FU)和偶氮类染料刚果红(CR)与血清白蛋白之间的相互作用，丰富了农药和染料等有机小分子与蛋白质作用的研究内容。 (2)研究了表面活性剂存在的条件下，有机溶剂或稀土离子与蛋白质体系的共振光散射增强作用，建立了灵敏的蛋白质分析方法。该方法简便、快速，具有较宽的线性范围。并利用荧光光谱、紫外吸收光谱、圆二色光谱、透射电子显微镜等多种实验手段对体系的作用机理进行了研究。

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