文档介绍：1
第六讲蛋白质-表面交互作用(续)
朗缪尔模型可以应用于众多可逆吸附过程。
例子:
z =二元混合物稀释组分的表面层析
z =气体的表面物理吸附(压力替代[])
z =可逆生物分子作用(例如:受体-配体键合)
对于一般的反应:
化学反应的平衡常数是:
其中代表的活性,对于理想溶液,代是的摩尔分率。
代表反应的标准自由能变化:
注意这种自由能的计算只对可逆吸附过程
是有效的。
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朗缪尔模型在很多方面不能应用于蛋白吸附。
¾ 体内许多不同种类的球蛋白
¾ 表面分布取决于[Pi]’s 和时间
Vroman 效应:最初吸附的蛋白逐渐被第二种蛋白取代。
血浆中 FGN,FN,VN
吸附在聚醚聚氨酯上
(摘自 -Homan
和 ,《生物材料科学》
时间(min) 3,1991:27-47)
蛋白质血浆浓度(mg/ml) MW(D)
人血清白蛋白 42 68,500
免疫球蛋白 28 145,000(IgG)
纤维蛋白原 340,000
血清纤维结合蛋白 240,000
体外连接蛋白 60,000
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假说:
At t~0:恒定[Pi]’s⇒高浓度的蛋白质优先吸附
At t> 0:近表面的吸附蛋白的损耗-快速扩散交换
At t>>0:高亲和力蛋白的逐级交换
¾ 体内或体外:蛋白通常长时间暴露在蛋白溶液中并不解吸
¾ 复杂的竞争吸附
吸附了 FGN 后,表面暴露在血浆
中
剩余 FGN 的
百分含量
(摘自 和
, ,《胶体和界面学》
133,1989:148)
FGN 吸附的时间(min)
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生理学含义:
a) 疏水表面导致更多的变性
b) 变性的蛋白最终会被解吸(被取代)⇒非溶液固有的行为
此模型可以解释 1 & 2:
和 , 《胶体和界面学》133,1989
和 ,《胶体和界面学》136,
, 和 , 《胶体和界面学》168,
¾ 达到单层饱和的蛋白分子层能够在表面重组(例如:结晶),产生阶梯等温线
Γ=
时间
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¾ 蛋白能吸附顶部的蛋白单分子层或亚分子层,得到复杂的吸附模型。
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吸附蛋白的测量
a) 标记方法:量化标记蛋白,使用已知的标准尺度
i) 放射性同位素标记
¾ 采用放射性同位素与特殊的氨基酸残体
例如,采用 125I;131I;32P
¾ 把带放射性的蛋白加入到未标记的蛋白中的比例
(较小比例的放射性蛋白加入到未标记蛋白中)
¾ γ代表测量和标准 cpm/μg
优点:高信噪比⇒可测量微含量(ng)
缺点:γ发射具危险性、存在废物处理、需要蛋白分离
ii)荧光标记
¾ 标记物的可见光激发的荧光测量
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例如,荧光素异硫氰酸盐(FITC)
共价结合于胺
优点:化学稳定
缺点:标记会影响到吸附,需要蛋白分离、信号弱
iii)染色
¾ 分子标签吸附到蛋白上
例如,有机染料;抗体(例如,FITC 标记)
优点:化学稳定,无蛋白隔离/修饰
缺点:染料无特异性吸附(强干扰)
b)其他定量方法
i)表面 HPLC(w/UV 检测)
ii)XPS 信号强度,例如,N1s(相对调节)
iii)椭圆光度法-吸收层厚度(干)
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a)原位椭圆光度法
¾ 实验模型:从固体/液体表面或检测到的单色光的、椭圆型的偏振光
He-Ne 激光
光电探测器