液态簧振动力学谱在蛋白质水凝胶脱水变性过程的应用研究 - 物理学报.pdfVIP

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 7 (2013) 076203 液态簧振动力学谱在蛋白质水凝胶脱水变性 过程的应用研究* 12 2 2 12† 周恒为 刘君 雷婷 黄以能 1) ( 南京大学物理学院, 国家固体微结构重点实验室, 南京 210093 ) 2) ( 伊犁师范学院物理科学与技术学院, 新疆凝聚态相变与微结构实验室, 伊宁 835000 ) ( 2012 年10 月23 日收到; 2012 年11 月28 日收到修改稿) 本文用液态簧振动力学谱(RMS-L) 方法, 对典型蛋白质水凝胶鸡蛋清的脱水变性过程进行了测量, 结果表明, 随水含量的减少, 鸡蛋清至少存在4 个力学谱的显著变化过程. 基于此结果并结合力学谱的理论分析, 作者推测, 随 水含量的减少, 鸡蛋清可能依次存在下述4 个状态: 1) 类体水(bulk-likewater) 的蛋白质水凝胶态; 2) 键合水(bond water) 的蛋白质水凝胶态; 3) 键合水和键合蛋白质(bonding protein) 的混合态; 4) 键合蛋白质态. 而蛋白质的空间构 型(spatial configuration) 转变即变性, 主要发生在拥有键合水的蛋白质通过失水向键合蛋白质转变的混合态. 这表明 RMS-L 对鸡蛋清脱水变性过程的检测是有效的, 所得结果对蛋白质变性机理、以及蛋白质水凝胶态的深入研究也 应具有参考价值. 关键词: 力学谱, 蛋白质水凝胶, 蛋白质变性 PACS: 62.40.+i, 82.70.Gg, 87.15.kr, 87.14.E− DOI: 10.7498/aps.62.076203 无疑是有益的, 因为它必然从新视角给出相应的 1 引言 新信息. 本文中, 作者尝试了用液态簧振动力学 谱26−32 (reed-vibration mechanical spectroscopy for 在物理和化学因素作用下, 蛋白质分子特定的 liquids, RMS-L), 对典型蛋白质水凝胶鸡蛋清的脱 空间构象被破坏, 进而导致蛋白质理化性质的改变 水变性过程进行了测量与分析, 目的是探索该方法 和生物活性的丧失, 称为蛋白质的变性1−25 . 蛋白 在相关领域应用的可行性. 另外, 随水含量的变化, 质变性后, 不仅失去了生理活性, 同时也失去了原 蛋白质水凝胶存在几个状态仍有争议118 . 本文对 来的可溶性. 这可用于许多方面, 如利用变性因素, 该问题也进行了探讨. 作用于病原微生物蛋白, 使其变性失活来消毒及灭 菌; 利用各种蛋白质对变性剂的敏感程度不同, 使 2 实验 结合蛋白质变性沉淀, 达到提纯生物制品等. 因此, 蛋白质变性研究不仅是生物物理与生物化学的基 本文选用的鸡蛋清样品是按照如下方法获得 本问题之一, 同时也具有现实的应用价值1−18 . 的. 打开鸡蛋壳后, 将未混合的蛋清和蛋黄至于玻 蛋白质变性研究方法是多种多样的, 如核磁 璃盘中, 蛋清中浓度较稀的部分会自然流向边缘处, 19 20 2122 然后在靠近蛋黄的蛋清中取出一部分. 该部分蛋清 共振 、差热分析 、红外光谱 、荧光光 23 24 25 较稠, 蛋白质含量较高, 是良好、无