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电场对α-淀粉酶二级结构和酶活性的影响及其时间效应

作　者: 杨春生
导　师: 杨体强
学　校: 内蒙古大学
专　业: 生物物理学
关键词: 电场傅里叶变换红外光谱 α-淀粉酶二级结构酶活性时间效应
分类号: Q55
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

电场生物效应经过几十年的研究,宏观生物效应及应用方面取得了巨大的成功。电场作用于生物系统的什么成分,特别是电场对生物体处理的原初作用机理目前了解较少,电场生物效应的研究缺乏理论指导,这在一定程度上制约了目前电场生物效应的开发研究。酶在生命活动中,扮演着极其重要的角色。酶蛋白的空间结构对酶的功能至关重要。α—淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,是一种重要的淀粉水解酶。本文以α—淀粉酶为研究对象,利用傅里叶变换红外光谱技术研究不同电场处理对α—淀粉酶二级结构的影响,分两次测定第一天及第七天电场对酶活性的影响。实验研究结果表明：1.不同强度电场作用于α—淀粉酶5min和10min后,无规卷曲结构含量显著下降,β-折叠结构含量显著增加,其它二级结构含量没有显著性变化。酶活性显著增加。无规卷曲结构有向β—折叠结构转化的趋势,即淀粉酶二级结构有序化增加。2.经不同强度电场处理5min和10min后的α-淀粉酶放置第七天,二级结构含量与对照相比没有显著变化,酶活性与对照相比也没有显著变化。即电场处理所发生的效果趋于消失。3.α—淀粉酶是一种含α-螺旋结构较多的蛋白质。电场处理使无规卷曲含量降低,促使无规卷曲向β—折叠结构转化。电场处理使α—淀粉酶活性增加,这与其β—折叠含量增加存在一定的相关性4.50Hz正弦波电场作用于α—淀粉酶,电场长时间作用较短时间作用更容易对α-淀粉酶产生明显的影响。5.α—淀粉酶活性中心位于β—折叠结构上,β-折叠的多寡与α-淀粉酶活性存在相关性。研究结果为阐明酶蛋白分子结构与功能之间的关系,解释外电场对生物体的作用机理提供了实验基础。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章绪论  12-20
  1.1 电场对植物效应的研究现状  12-15
    1.1.1 静电场对植物的生物学效应  12-13
      1.1.1.1 静电场对种子萌发的生物学效应  12-13
      1.1.1.2 静电场对植物愈伤组织诱导和增殖的影响  13
      1.1.1.3 静电场对植物光合器官和功能的影响  13
    1.1.2 高压静电生物效应产生机制  13
    1.1.3 电场对酶蛋白的影响  13-15
      1.1.3.1 电场对酶活性的影响  13-14
      1.1.3.2 电场对酶构象的影响  14-15
  1.2 电场对酶蛋白的影响的研究目的与意义  15
  1.3 蛋白质的分子结构及功能  15-19
    1.3.1 蛋白质一级结构(primary structure)  16
    1.3.2 蛋白质二级结构(secondary structure)  16-17
    1.3.3 超二级结构和结构域  17
    1.3.4 蛋白质三级结构  17-18
    1.3.5 蛋白质四级结构  18
    1.3.6 蛋白质的结构与功能的关系  18-19
      1.3.6.1 蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系  18
      1.3.6.2 蛋白质空间构象与其功能活性的关系  18-19
  1.4 蛋白质二级结构的研究方法  19-20
第二章傅立叶变换红外光谱的基本原理与计算方法  20-29
  2.1 红外光谱的基本原理  20-25
    2.1.1 红外吸收的基本原理  20-21
    2.1.2 双原子分子振动的机械模型-谐振子振动  21-23
    2.1.3 分子振动方式与振动数  23
    2.1.4 傅立叶变换红外光谱仪  23-25
      2.1.4.1 傅立叶红外光谱仪的制样方法  23
      2.1.4.2 傅立叶红外光谱仪的发展阶段及仪器组成  23-25
  2.2 红外光谱在研究蛋白质二级结构中的应用  25-27
  2.3 研究技术与数学处理方法  27-29
第三章电场作用对α—淀粉酶二级结构和其酶活性的影响  29-42
  前言  29-31
  3.1 材料和方法  31-32
    3.1.1 实验材料  31
    3.1.2 实验设备  31
    3.1.3 实验方法  31-32
      3.1.3.1 实验样品制备与电场处理条件  31
      3.1.3.2 FTIR光谱及酶活性测试样品制备  31
      3.1.3.3 酶活性的测定  31-32
      3.1.3.4 实验数据处理方法  32
  3.2 实验结果  32-40
    3.2.1 第一天电场处理对α-淀粉酶二级结构和酶活性的影响  32-37
      3.2.1.1 电场处理对α-淀粉酶FTIR光谱的影响  32-34
      3.2.1.2 电场对α-淀粉酶二级结构的影响  34-36
      3.2.1.3 电场对α-淀粉酶酶活性的影响  36
      3.2.1.4 电场作用(处理)后α-淀粉酶二级结构变化和酶活性的关系  36-37
    3.2.2 电场处理对α-淀粉酶二级结构和酶活性在第七天的影响  37-40
      3.2.2.1 电场处理后第七天的α-淀粉酶的FTIR光谱变化  37-38
      3.2.2.2 电场处理后第七天的α-淀粉酶的二级结构含量变化  38-39
      3.2.2.3 电场处理后第七天的α-淀粉酶的酶活性的变化  39
      3.2.2.4 电场处理后第七天的α-淀粉酶二级结构和酶活性变化的关系  39-40
    3.2.3 电场处理后第一天和第七天α-淀粉酶二级结构和酶活性变化的关系  40
  3.3 讨论  40-42
    3.3.1 电场对α—淀粉酶二级结构的影响  40
    3.3.2 电场对α—淀粉酶酶活性的改变及其与二级结构含量变化关系初探  40-41
    3.3.3 电场处理对α—淀粉酶的时间效应  41-42
第四章结论  42-43
第五章参考文献  43-49
致谢  49

电场对α-淀粉酶二级结构和酶活性的影响及其时间效应

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