本文關鍵詞：固體支撐脂質雙層膜與β-淀粉樣蛋白相互作用的研究

  更多相關文章： 固體支撐脂質雙層膜 Aβ(1-40)蛋白 神經節(jié)苷脂 拉曼光譜 電化學

【摘要】：老年癡呆癥,也叫阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),是最常見的神經性功能障礙疾病。目前,患AD的人數(shù)逐漸增加。許多研究表明AD的發(fā)病基因主要是淀粉樣蛋白質-beta(Aβ)聚集后沉積在大腦邊緣和大腦皮層形成淀粉樣蛋白斑。Aβ蛋白是由淀粉樣前體蛋白(APP)經β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而產生多肽,其中Aβ(1-40)和Aβ(1-42)是兩種最為常見的類型。許多研究表明Aβ的聚集和纖維化發(fā)生在含單唾液酸四己糖神經節(jié)苷脂(GM1)的脂質膜上,神經系統(tǒng)中含量豐富的GM1在Aβ蛋白的聚集和纖維化過程中起到至關重要的作用。固體支撐脂質雙層膜作為細胞膜模擬體系,被廣泛應用于研究脂質-蛋白質和細胞-細胞相互作用。它們在醫(yī)療移植,藥物輸送以及生物傳感器方面具有潛在的應用價值。已經有許多關于固體支撐脂質雙層膜(SPBs)和蛋白質相互作用的研究。而拉曼光譜可以提供有效的分子結構信息。因為液體環(huán)境下水的拉曼散射比較弱,所以用拉曼研究液體環(huán)境下的生物分子結構更方便。然而,拉曼散射效應是很弱的,很容易被溶劑的熒光淹沒。最近,拉曼光譜在解決生物問題方面得到廣泛關注,已經被成功運用于檢測細胞成分和代謝活動。但是,因為脂質雙層膜的厚度只有4-6nm厚,所以脂質雙層膜的拉曼光譜很難被探測到。一種結合拉曼光譜儀,顯微鏡和共聚焦系統(tǒng)的拉曼光譜系統(tǒng)被研發(fā),可以提高分辨率和信號采集效率,用于研究SPBs的拉曼光譜。在本論文中,主要通過幾種方法對含有GM1的固體支撐磷脂雙層膜與Aβ(1-40)蛋白的相互作用進行了研究。我們在固體材料襯底云母和Si O2上制備了固體支撐脂質雙層膜,通過熒光顯微鏡(FM)和拉曼光譜儀得到了云母和Si O2上磷脂雙層膜的形貌和分子結構信息。通過云母上加入Aβ(1-40)蛋白后不同時間的拉曼光譜,詳細分析了Aβ(1-40)蛋白與含有GM1的脂質雙層膜相互作用,以及Aβ(1-40)的構象變化。它證明了自組裝在云母表面的脂質雙層膜處于高分子液晶狀,更多的神經節(jié)苷脂GM1的含量可以減少脂質雙層膜酰基鏈的橫向相互作用以及有序性。我們觀察到了GM1頭端的乙酰神經氨酸的拉曼特征峰,并且發(fā)現(xiàn)Aβ(1-40)蛋白通過與乙酰神經氨酸相互作用,從而與GM1綁定,逐步聚合到膜表面。拉曼光譜在C-H區(qū)域的明顯的變化表明Aβ(1-40)疏水的C端插入SPBs內部并且影響SPBs疏水的�；�。拉曼數(shù)據(jù)表明隨著時間的增加,Aβ(1-40)的α-helix和β-sheet結構增加,并且觀察到芳香族殘基苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(T yr)的拉曼特征峰�；谶@些數(shù)據(jù)分析,我們構建了合適的模型,去描述Aβ(1-40)蛋白由包含GM1的SPBs引起的構象改變和聚集的機理。我們還通過云母和Si O2表面SPBs的拉曼光譜的,分析了兩種基底對脂質雙層膜構象的影響,以及Aβ(1-40)蛋白與SPBs相互作用的差異。在第三部分工作中,我們用電化學方法分析了金電極表面的形成的脂質雙層膜(GM1/SM/Chol)的絕緣性和穩(wěn)定性,而后研究了Aβ(1-40)蛋白在SPBs表面的電化學行為以及Aβ(1-40)蛋白對脂質雙層膜的影響,發(fā)現(xiàn)Aβ(1-40)蛋白與脂質雙層膜相互作用同時,對脂質膜具有破壞和穿透作用。
【關鍵詞】：固體支撐脂質雙層膜 Aβ(1-40)蛋白 神經節(jié)苷脂 拉曼光譜 電化學
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R749.16
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 阿爾茨海默癥的介紹10-11
• 1.1.1 阿爾茨海默癥概述10
• 1.1.2 阿爾茨海默癥的病理特征10-11
• 1.1.3 阿爾茨海默癥的發(fā)病基因11
• 1.2 β-淀粉樣蛋白（Aβ）介紹11-14
• 1.2.1 Aβ 的概述11-12
• 1.2.2 Aβ 的聚集和纖維化12-14
• 1.3 本文的研究內容與意義14-16
• 參考文獻16-18
• 第二章 含GM1的脂質膜與Aβ 蛋白的相互作用18-36
• 2.1 引言18-19
• 2.2 實驗19-20
• 2.2.1 材料和試劑19
• 2.2.2 樣品的制備19
• 2.2.3 熒光顯微鏡和拉曼光譜儀19-20
• 2.3 結果和討論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譜20-24
• 2.3.3 SPBs與Aβ(1-40)相互作用的拉曼光譜24-29
• 2.3.4 SPBs與Aβ(1-40)相互作用的分析29-32
• 參考文獻32-36
• 第三章 基底材料對脂質膜和Aβ 蛋白構象的影響36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 實驗36-37
• 3.2.1 材料和試劑36
• 3.2.2 基底的處理和樣品的制備36-37
• 3.2.3 熒光顯微鏡和拉曼光譜儀37
• 3.3 結果和討論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上的拉曼光譜38-41
• 3.3.3 云母和SiO2上SPBs加入Aβ(1-40)后的拉曼光譜41-43
• 3.4 結論43-44
• 參考文獻44-46
• 第四章 電化學方法研究脂質膜與Aβ 蛋白的相互作用46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 實驗46-48
• 4.2.1 材料和試劑46-47
• 4.2.2 儀器設備47
• 4.2.3 金電極的極化處理和磷脂雙層膜及蛋白溶液的制備47-48
• 4.3 結果和討論48-52
• 4.3.1 SPBs膜的形成48
• 4.3.2 SPBs的電化學行為48-50
• 4.3.3 SPBs加入蛋白后的電化學表征50-52
• 4.4 結論52-54
• 參考文獻54-56
• 第五章 結論和展望56-60
• 5.1 主要研究結果和結論56-58
• 5.2 展望58-60
• 致謝60-62
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文62-63

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本文編號：682919