發(fā)布時間：2020-08-06 12:17

【摘要】： 病理學研究表明,至少20種淀粉樣蛋白與神經變性疾病、糖尿病等頑疾密切相關,如阿爾茨海默氏病、II型糖尿病、帕金森綜合癥以及亨廷頓舞蹈癥等。此外,因蛋白質變性而形成的聚集體,將給蛋白質藥物的生產、貯藏與運輸帶來極大困難,同時對蛋白質藥物的安全使用帶來風險,是生物醫(yī)藥領域中亟待解決的技術問題。本文以模式藥物蛋白胰島素為研究對象,結合現代生物物理檢測手段,對胰島素聚集機理進行驗證,建立新型淀粉樣纖維體表征檢測技術,提出氨水-過氧化氫兩步法途徑聚集淀粉樣纖維和再生胰島素二硫鍵,并開展了胰島素低聚體和淀粉樣纖維的相關抑制工作。具體研究內容和結論如下: 第一,綜合利用圓二色譜、熒光光譜、動態(tài)光散射、電子顯微鏡和太赫茲時域光譜多種現代檢測技術,多尺度表征胰島素淀粉樣纖維化過程中二級、三級、四級結構的轉變與狀態(tài)密度的改變,驗證了胰島素聚集機理;首次利用太赫茲時域光譜儀研究和檢測蛋白質淀粉樣纖維化行為,獲得0.2 THz~2.0 THz頻率區(qū)的太赫茲吸收譜和折光系數變化曲線,建立了一種利用太赫茲時域光譜技術對淀粉樣蛋白質進行快速、無損的檢測方法。 第二,嘗試使用NH_3-H_2O_2兩步法對胰島素淀粉樣纖維進行解聚與單體二硫鍵斷裂和恢復,并對比NH_3-H_2O_2耦合法,確定了還原-氧化過程的關鍵因素;提出氨水對胰島素淀粉樣纖維解聚的機理模型,指出氨水作用機制為通過改變蛋白周圍親疏水環(huán)境以及破壞固有氫鍵作用,逐步釋放單個胰島素分子。 第三,對比不同類型多羥基化合物對胰島素聚集與淀粉樣纖維化過程的影響,分別解釋了原花青素、白藜蘆醇和海藻糖加入20% HAc溶液和20% HAc-0.1 M NaCl溶液體系后,胰島素聚集熒光動力學和原纖/纖維的結構形貌改變;指出抑制能力順序:原花青素白藜蘆醇海藻糖,分別起到抑制成核、阻礙生長和無明顯抑制的作用。 第四,采用532 nm波長的激光,通過抑制胰島素成核機理,阻礙成熟纖維形成;特別指出在使用動態(tài)光散射儀和ThT熒光光譜儀對樣品進行在線測量時,應注意所測樣品是否易于發(fā)生光化學反應,如發(fā)生聚集和解聚。本實驗亦證明了連續(xù)激光照射將為胰島素提供一個相對穩(wěn)定的溶液環(huán)境,有利于維持胰島素低聚體狀態(tài),關于自由基作用機理方面具有一定的研究前景。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：R341
【圖文】：

大時具有結構和構象穩(wěn)定性。一旦環(huán)境發(fā)生改變，蛋白質將過調整側鏈殘基相互作用到達另一個穩(wěn)定狀態(tài)。其中，疏水核重要的作用，同時靜電作用(鹽鍵)、二硫鍵形成和發(fā)生在酪氨的偶極離子相互作用都會影響蛋白質折疊過程和結構穩(wěn)定性。子間相互作用酸順序決定蛋白質的三維結構，而結構又決定其生理功能。因象的作用力主要是蛋白質主鏈上氨基酸殘基之間的相互作用，液環(huán)境的作用。它是由一些弱相互作用或稱非共價鍵組成，包、范德華力和靜電作用(示于圖 1-2)。此外，二硫鍵和芳香作象方面也起著重要作用，蛋白質三級和四級結構的形成就來源作用力。

tural-AZ[65])，對低聚體抑制劑的開發(fā)顯然更具有研究意義。因認為是當前抑制蛋白質聚集和治療淀粉樣疾病方法中最具前制劑。它物理方法分解淀粉樣纖維 1914 年諾貝爾獎獲得者 P. W. Bridgman 發(fā)現高壓導致蛋白去后，大量研究結果表明靜水壓能夠破壞穩(wěn)定蛋白自然狀態(tài)的非隨著蛋白質水溶液體系體積減小和蛋白質不斷去折疊的過程，白質聚集體的體外解聚并重新折疊成為可溶性蛋白[66-68]。為了維穩(wěn)定性和聚集熱力學，研究者對靜水壓改變和溫度擾動進究結果見圖 1-4，說明了低溫高水壓對蛋白質聚集體解聚的熱了穩(wěn)定蛋白質有效途徑。

時間為 21 h、46 h、56 h、71 h 和 73 h 的粒徑分布。反應開始胰島素在 20%乙酸中以主要以單體存在；反應 21 h 后，溶液中同時存在兩種尺寸分布的顆�！獑误w/低聚體(水力學半徑為 1.8 nm/5.6 nm±0.1 nm)和胰島素原纖(水力學半徑為177.8 nm ±0.1 nm)；從 21 h~56 h，胰島素粒徑分布無明顯變化，此時處于成核后期和聚集伸長期，逐漸形成胰島素成熟纖維(粒徑>1000 nm，由上千個胰島素單體組成)，從而低聚體和胰島素原纖的光散射強度均略微減��；聚集時間為 71 h時，溶液中出現大量胰島素低聚體(水力學半徑為 5.6 nm)，而達到 73 h 時迅速減少，形成胰島成熟纖維，這一轉變與圓二色結果一致。根據 DLS 數據，可知聚集 21 h，胰島素以單體(1.8 nm)、低聚體(5.6 nm)和原纖(177.8 nm)狀態(tài)存在。Stefan 等發(fā)現在 60oC 下 HCl 溶液中，胰島素纖維化過程滯后期為~30 h，并且胰島素初始粒徑大約為 3 nm，對應于胰島素二聚體，生長期不斷出現粒徑為 250 nm 的胰島素原纖[81]。不同的溶液環(huán)境決定了蛋白質初始結構和低聚狀態(tài)，隨著聚集時間的增加，將會獲得不同尺寸的粒徑分布。因此，胰島素纖維化過程受溶液環(huán)境影響。

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 葛鵬飛;羅毅男;付雙林;周立祥;陳大瑋;王海峰;;缺血再灌注對大鼠海馬CA1及DG神經元內19S蛋白酶體影響的激光掃描共聚焦顯微鏡研究[J];中華神經醫(yī)學雜志;2006年12期

2 葛鵬飛;付雙林;羅毅男;李文臣;王光明;林佳;羅天飛;;缺血再灌注后蛋白集聚與皮層神經元延遲性死亡的關系[J];中華神經醫(yī)學雜志;2007年06期

3 ;Aggregation Patterns of Proteasome in Injured Neurons Induced by Transient Cerebral Ischemia[J];Chemical Research in Chinese Universities;2011年02期

4 崔成毅;張金海;周星飛;;溫度對胰高血糖素纖維生長的影響[J];核技術;2008年11期

5 夏鷹,江澄川;帕金森病發(fā)病機制的相關蛋白研究進展[J];臨床神經外科雜志;2005年01期

6 李芳序;盧靜;許亞杰;童志前;聶春來;赫榮喬;;老年性癡呆發(fā)病過程中內源性甲醛慢性損傷機制[J];生物化學與生物物理進展;2008年04期

7 盧靜;苗君葉;潘榮;赫榮喬;;甲醛誘導的磷酸化減弱Tau蛋白與DNA相互作用[J];生物化學與生物物理進展;2011年12期

8 蘇濤;魏艷;赫榮喬;;改良2,4-二硝基苯肼法測定腦內源甲醛[J];生物化學與生物物理進展;2011年12期

9 ;Proteasome alteration and delayed neuronal death in hippocampal CA1 and dentate gyrus regions following transient cerebral ischemia[J];Neural Regeneration Research;2009年10期

10 余燈廣,高秋華,胡錦東,陳然;高效液相色譜法測定微乳體系中胰島素含量的前處理方法比較[J];中國藥科大學學報;2004年04期

相關博士學位論文 前7條

1 李慧玉;小肽阻滯劑和納米碳管對淀粉樣肽結構和熱力學性質影響的分子動力學研究[D];復旦大學;2011年

2 劉更;1.低濃度MNNG激活內質網應激及其對EGFR通路的影響 2.內質網應激參與低濃度DNA加成性損傷劑誘發(fā)的細胞應答反應[D];浙江大學;2005年

3 王曄;溫敏性水凝膠在給藥系統中的應用[D];浙江大學;2006年

4 魏海燕;酵母朊蛋白Sup35NM體外淀粉樣纖維形成與解聚的動力學及其細胞毒性研究[D];山東大學;2006年

5 夏鷹;雪旺氏細胞和神經干細胞共移植治療帕金森病動物模型的實驗研究[D];復旦大學;2006年

6 季永運;蛋白質折疊及其誤折疊病問題的簡單模型研究[D];浙江大學;2006年

7 王明波;載rhBMP-2活性肽微球及支架材料研究[D];清華大學;2011年

相關碩士學位論文 前9條

1 董曉慶;表皮生長因子緩釋微球對糖尿病皮膚潰瘍創(chuàng)面修復作用的研究[D];天津大學;2007年

2 吳慶運;蝗蟲精氨酸激酶基因的克隆、表達、純化及酶學性質研究[D];山東農業(yè)大學;2008年

3 王一敏;牛胰島素淀粉樣纖維化及其細胞毒性作用的研究[D];陜西師范大學;2008年

4 張磊;異源蛋白對胰島素淀粉樣纖維化及其細胞毒性的抑制作用[D];陜西師范大學;2009年

5 崔成毅;胰高血糖素異常積聚的AFM研究[D];寧波大學;2009年

6 何鳳群;牛血清白蛋白淀粉樣纖維化及其細胞毒性[D];陜西師范大學;2010年

7 黃波;雞蛋清溶菌酶在淀粉樣纖維化過程中的結構變化及其細胞毒性機理[D];陜西師范大學;2010年

8 宋操;短暫腦缺血導致損傷神經元中的蛋白酶體聚集方式的研究[D];吉林大學;2012年

9 郭梅燕;重組促紅細胞生成素緩釋微球的劑型優(yōu)化研究[D];上海交通大學;2009年

本文編號：2782389