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流场条件下溶菌酶的晶体生长过程

作　者: 王素静
导　师: 刘奉岭；戴国亮
学　校: 山东师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 溶菌酶蛋白质晶体流场强制溶液对流旋转圆盘生长晶体
分类号: O629.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

蛋白质是生命的重要组成部分,没有蛋白质就没有生命。近来,通过对一些蛋白质溶液的核磁共振研究,获得了一些小分子蛋白质的结构。而对于数量众多的分子量超过20,000的蛋白质分子来说,现有技术只能通过X-射线或中子衍射的技术才能测得它们的结构。但采用此法的前提是需要高质量的蛋白质晶体,因此获得质量良好的蛋白质晶体是采用X射线或中子衍射方法对蛋白质进行结构分析的第一步,流场对蛋白质晶体生长过程中杂质在蛋白质晶体表面的吸附有着重要的影响,而杂质在晶体表面的吸附主要影响蛋白质晶体内部的缺陷的形成,因此,研究流场条件下杂质在蛋白质晶体表面的吸附情况尤为重要。在本文中,择溶菌酶作为研究的模型蛋白,以商品级别溶菌酶和高度纯化的溶菌酶作为参照,利用荧光标记的溶菌酶分子作为杂质,采用高分辨率的相差显微镜研究不同生长条件下杂质对晶体表面形貌的影响以及利用旋转圆盘仪在蛋白质生长过程中外加旋转流场,研究在不同的流场强度下杂质对晶体表面形貌的影响。在特定的条件下,晶体生长一定时间后,利用蚀刻法实时观测晶体表面的蚀刻坑密度,得到在晶体生长过程中杂质在晶体表面的吸附情况。商品级别溶菌酶溶液中蚀刻坑的密度近似为高纯度溶液(包括含杂质F-lysozyme的情况)中的10倍。平底蚀刻坑密度随F-lysozyme浓度的变化呈指数增长型函数关系。平底蚀刻坑密度随着晶体{110}面法向生长速度的增加而下降。结合平衡吸附模型和Bruton-Prim-Slichter模型给出了定性地解释。杂质F-lysozyme浓度一定情况下,溶菌酶晶体{110}表面平底蚀刻坑个数随时间的变化曲线,表明随着生长的进行,晶体表面结合的杂质F-lysozyme的量下降。在外加旋转流场的情况下,平底蚀刻坑的密度随着旋转圆盘的角速度的变化程开口向上的抛物线型函数关系,一开始随着转速的增加,蛋白质晶体表面的平底蚀刻坑的密度降低,在达到一定的转速下,晶体表面的平底蚀刻坑密度达到最低值,如果转速进一步增加,晶体表面的平底蚀刻坑密度又接着增加,表明旋转流场对晶体生长过程有两方面的影响:外加的离心力场降低了杂质在晶体表面的吸附几率同时也降低了蛋白质分子在晶体表面的吸附几率。在一定的转速下,离心力场既降低了杂质的吸附又对蛋白质的吸附没有产生较大影响,此时,蛋白质晶体表面的平底蚀刻坑密度达到最低。外加流场也影响着蛋白质晶体表面尖底蚀刻坑的密度,在存在流场的条件下,蛋白质晶体表面尖底蚀刻坑的密度明显下降;由于尖底蚀刻坑的密度反映了蛋白质晶体的生长动力学,因此说明旋转流场也影响了蛋白质晶体的生长动力学,说明外加的旋转流场能从根本上改变蛋白质晶体的质量。

全文目录

中文摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章蛋白质晶体生长理论概述  10-31
  1.1 概述  10-11
  1.2 晶体生长的基本理论  11-18
  1.3 蛋白质晶体生长机制  18-31
第二章流场对蛋白质晶体生长的影响研究现状  31-40
  2.1 概述  31-32
  2.2 强制溶液对流  32-34
  2.3 搅拌  34-36
  2.4 结论  36-40
第三章杂质对蛋白质晶体影响的研究现状  40-50
  3.1 概述  40-41
  3.2 宏观水平上杂质的影响  41-42
  3.3 亚微观水平上杂质的影响  42-47
  3.4 微观水平上杂质的影响  47
  3.5 总结  47-50
第四章杂质对溶菌酶晶体质量影响的蚀刻法研究  50-65
  4.1 引言  50-51
  4.2 实验平台的搭建  51-53
  4.3 实验部分  53-56
  4.4 实验方法  56-57
  4.5 实验结果与分析  57-64
  4.6 本章小结  64-65
第五章旋转流场条件下溶菌酶的晶体生长研究  65-73
  5.1 引言  65-66
  5.2 实验过程  66-67
  5.3 实验结果与讨论  67-71
  5.4 本章小结  71-73
第六章结论  73-75
参考文献  75-90
硕士期间发表的论文  90-91
致谢  91

流场条件下溶菌酶的晶体生长过程

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