新型細胞色素c自組裝體系研究.pdf

1、通過物理、化學及生物學方法對一些具有催化能力的小分子蛋白或輔酶進行修飾改造可大大提高其催化性能及穩(wěn)定性，本研究以此為基礎(chǔ)，選取生物小分子蛋白細胞色素c（Cyt c）為核心元件，結(jié)合化學材料癸基硫酸鈉（SDeS），生物學材料脫氧核糖核酸（DNA），通過自組裝的形式構(gòu)建復合體系，從催化性能及體系構(gòu)象等方面進行分析研究，為生物體內(nèi)分子間相互作用的研究以及新型模擬酶體系的構(gòu)建提供了完善的理論依據(jù)。另外，研究中還引入了一種檢測DNA堿基的新方法，

2、以哌嗪修飾的還原性氧化石墨烯為主導材料構(gòu)建工作電極，利用電化學工作站，成功獲得了一種新型生物傳感器，用于檢測脫氧核糖核酸（DNA）堿基。
　　采用2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）方法進行活性研究測定顯示，細胞色素c（Cyt c）與癸基硫酸鈉（SDeS）所構(gòu)建的自組裝體系與原有細胞色素c（Cyt c）相比，其催化性能上得到較大程度的提升，研究中發(fā)現(xiàn)可達到天然辣根過氧化物酶催化能力的50.49％，而引

3、起這種改變的原因是由于引入的癸基硫酸鈉（SDeS）改變了細胞色素c（Cyt c）周圍環(huán)境的疏水性能及血紅素的暴露程度，這一研究結(jié)果與已報道結(jié)果相一致。
　　依據(jù)相似的研究思路，引入生物材料脫氧核糖核酸（DNA）替代化學材料癸基硫酸鈉（SDeS）進行自組裝構(gòu)建，并從生物學性能、分子構(gòu)象及生物信息學等諸多方面進行分析研究，為探究生命體中生物分子間的相互作用提供了新的可能。研究依據(jù)所選取材料對溫度及酸堿環(huán)境的耐受性等因素，分別設(shè)定了不同

4、的分析條件，其中包括自組裝體系構(gòu)建過程中生物材料脫氧核糖核酸（DNA）的濃度改變、自組裝條件的改變、自組裝產(chǎn)物不同條件的處理下的性能測定等。最終研究過程選取65℃為脫氧核糖核酸（DNA）與細胞色素c（Cyt c）的自組裝構(gòu)建的水浴溫度，構(gòu)建了不同脫氧核糖核酸（DNA）濃度的DNA-Cyt c復合體系，結(jié)合2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）法對復合體系進行活性測定分析及紫外光譜分析發(fā)現(xiàn)，在一定的脫氧核糖核酸

5、（DNA）濃度范圍內(nèi)，隨著復合體系中脫氧核糖核酸（DNA）濃度的增強其催化性能逐步提升，以此為前提繼續(xù)增加脫氧核糖核酸（DNA）濃度，復合體系的催化性能基本趨于穩(wěn)定，且在這一過程中，與原有細胞色素c（Cyt c）的紫外吸收相比復合體系的紫外吸收能力逐漸減弱，且最大吸收峰發(fā)生一定的紅移現(xiàn)象，另采用瓊脂糖凝膠電泳法、圓二色譜法、生物信息學等一系列技術(shù)手段進行了系統(tǒng)的分析研究，由此表明，自組裝過程中脫氧核糖核酸（DNA）與細胞色素c（Cyt

6、c）之間發(fā)生了明顯的相互作用。
　　在以細胞色素c（Cyt c）為核心自組裝體系光譜學研究的基礎(chǔ)上，選取哌嗪修飾的還原性氧化石墨烯為主導的納米復合材料修飾電極構(gòu)建新型電化學生物傳感器，結(jié)合差分脈沖伏安法研究了脫氧核糖核酸（DNA）堿基腺嘌呤(Adenine, A)，鳥嘌呤（Guanine, G）在納米修飾電極上的電化學氧化過程，該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)堿基的單獨及同時檢測，且有較低的的檢測限和較寬的檢測范圍，其中：A:0.2μmol/L,