第23卷第2期分析测试学报Vol.23No.22004年3月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis27~30圆二色性测定蛋白质在超细粒子上吸附的构象变化韩振为1,2,钟成1,2,王昌秀3(1.天津大学化工学院,天津300072;2.天津大学精馏技术国家工程研究中心,天津300072;3.天津华立达生物工程有限公司,天津300241摘要:研究了蛋白质在超细粒子固体表面吸附过程中构象的变化;选择的吸附剂粒径很小,可以直接应用圆二色性光谱测定蛋白质吸附层的二级结构变化;研究了pH、固体吸附表面在蛋白质吸附过程中对蛋白质构象的影响,得到了较好的实验数据,为进一步进行蛋白质吸附机理的理论研究提供了基础。关键词:蛋白质吸附;构象变化;圆二色性中图分类号:O657.39;Q518.4文献标识码:A文章编号:1004-4957(200402-0027-04CDStudiesontheConformationalChangesduringProteinAdsorptiononUltrafineParticlesHANZhen-wei1,2,ZHONGCheng1,2,WANGChang-xiu3(1.DepartmentofBiochemicalEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.NationalEngineeringResearchCenterforDistillationTechnology,Tianjin300072,China;3.TianjinHualidaBioengineeringCo.Ltd.,Tianjin300241,ChinaAbstract:Inordertostudytheconformationalchangesduringproteinadsorptiononparticulatesurfaces,itisnecessarytouseultrafineparticles.Theaveragediametersofthesilicaoxideandtitaniumoxideparti2clesemployedinourcaseare15and20nm,respectively.Sincetheintensityoflightscatteredbytheul2trafineparticlesisnegligible,directestimationofconformationalchangesofadsorbedproteinmoleculesfromcirculardichroism(CDspectraisfeasible.TheeffectsofadsorptionpHandthesolidsurfacesonpro2teinconformationalchangeswerestudied.Dataonproteinconformationalchangesthusobtainedcanserveasabasisforfurthertheoreticalstudiesontheproteinadsorptionmechanism.Keywords:Proteinadsorption;Conformationalchanges;Circulardichroism蛋白质在固体表面上会发生吸附现象,研究蛋白质在固液界面的吸附对药物供给、受体-配体相互作用、生物腐败以及人工表面诱导血栓形成等机理的研究具有重要意义。蛋白质吸附在生物医学、生物材料等许多领域已经得到了广泛的应用[1]。蛋白质是生物大分子,具有一定的柔性,在吸附的过程中一部分二级结构(如α-螺旋会受到破坏。因此蛋白质的吸附具有特殊性:吸附会影响蛋白质的结构、稳定性、亲和性等,但最根本的是对蛋白质构象的影响。蛋白质的构象对生物活性有着重要的影响,构象的变化将会导致其它性能的变化。因此吸附蛋白质的构象是决定蛋白质功能的主要因素。为了深刻地理解蛋白质的吸附,就需要深入了解它们的结构。此外,理解蛋白质吸附过程中构象的变化也是认识蛋白质吸附机理的根本,例如,有研究者认为蛋白质吸附过程中,构象变化导致的熵增是影响蛋白质吸附的一个重要因子[1]。尽管蛋白质在固体表面吸附的研究已经有几十年了[1],许多研究者采用各种方法对蛋白质在不同表面上的吸附进行了研究[2,3],但主要集中于对蛋白质吸附过程中的吸附量、吸附等温线以及各种条件下的吸附性能的研究[4,5]。关于蛋白质吸附时的构象变化,仍然是该研究领域的一个难点,目前对于固体表面蛋白质的构象变化仍然缺乏根本性的理解。圆二色性(CD光谱是研究蛋白质二级结构常用的方法。其基本原理就是测量光活性物质对左右圆偏振光的吸光率之差。收稿日期:2003-04-29;修回日期:2004-01-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(29806010作者简介:韩振为(1964-,男,河北霸州人,副研究员,博士.图1不同pH下天然BSA的CD光谱Fig.1CDspectrumofBSAatdifferentpH1.pH4.6;2.pH5.0;3.pH5.6图2不同pH下吸附前后构象的变化(SiO2Fig.2Thevarietyofconformationduringad-sorptionprocessatdifferentpH(sorbentSiO21.pH4.6(beforeadsorption;1′.pH4.6(afterad-sorption;2.pH5.0(beforeadsorption;2′.pH5.0(afteradsorption;3.pH5.6(beforeadsorption;3′.pH5.6(afteradsorption1实验部分1.1仪器材料实验所用JASCOJ-715圆二色性仪(0.1cm比色池...