文档介绍：复旦大学硕士论文丝素蛋白构象转变机理及其分子结构的研究2001宰5月摘要本文利用圆二色谱法观察了再生丝素蛋白由无规线团(silkI结构)向B折叠(silkII结构)的转变及其D折叠的聚集过程,对此提出了类似于病毒蛋白的神经性退变过程的成核依赖性机理。在这个机理中存在两个过程:(1)成核过程,这是决定转变速率的一步,涉及无规卷曲向p折叠转变及其聚集成核的过程;(2)p折叠聚集增长过程,该过程的增长速率对于无规卷曲的蛋白质浓度遵循一级反应动力学。而且还证明了只有在核或称为种子引入的情况下,温度升高方可明显加速D折叠的聚集增长过程,否则该过程即使在温度很高的情况下也进行很慢。我们推测在蚕和蜘蛛的吐丝过程中,丝蛋白分子链都存在着这样一种具有成核依赖性的构象转变及聚集过程。这一工作为我们更好地理解生物体中的成丝过程提供了理论依据。(另外,为进一步了解导致无规卷曲向D折叠构象转变的原因,MR谱和R眦an光谱证实了金属离子(ca”,K+,cu“,zn2+)的存在能诱导p折叠的形成。金属离子和蛋白质中的氧原子及氮原子的络合作用使蛋白质分子产生折叠,由此导致更多氢键的形成,从而形成稳定的p折叠的核,这种稳定的核将促使更多的B折叠构象出现。然而不同的金属离子,如碱金属K+,碱土金属ca2+与过渡金属cu”,zn”在肽链中的作用形式不同,这种情况可能导致了这些金属离子在丝中的含量不同。本文还用密度泛函理论(DensityFunctionTheory—DFT)的方法计算了前人提出的各种蚕丝蛋白分子结构中碳原子的化学位移,并与核磁共振的实验结果进行了比较。结果表明:(1)蚕丝蛋白的silkI结构具有类似于3。螺旋的构象,其扭曲角的范围为:丙氨酸<(p>=一59±2。,<v>=119±2。,<∞>=178±2。;甘氨酸<母>=一78±2。,<v>=149±2。,<0)>=178±2。;(2)分别由Marsh,Fossey和Asakura等人提出的silkII结构被认为是合理的,其扭曲角的范围对一^、7C/丙氨酸和甘氨酸均为<(p>=一143±6。,<v>=142±5。和<∞>2178±20。,boththeconformationtransitionfromrandomcoilto3-sheetand3-sheetaggregationgrowthofsilkfibroinareidentifiedintheBombyxmoriregeneratedsilkfibroinaqueoussolutionbythecirculardichroism(CD)-dependentaggregationmechanism,,:(i)nucleation,arate—limitingstepinvolvingtherandomcoilto3-sheettransitionaswellas3-sheetaggregation,.,theformationofanucleusorseed;(ii)-sheetaggregationgrowthifthe3-—,weinvestigatedtheeffectofmetalion(Ca2+,K+,Cu2+,Zn2+)-NMRa