应用位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术探究蛋白质结构特征.pdf

嬲6㈣980㈣72 Y2 University ofScience and Technology ofChina ADissertation forDoctor’SDegree Site Directed Spin Labeling Electron ic Resonance Technique For Protei nStructu re CharaCterizatiOn Author’S Name: Lu跏 Speciality: Biochemistry andMolecular Biology Supervisor: Tian Finished time: October,20 14 万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名:孑双签字日期:矽l银/D·2≥中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。\厶开口保密(——年) 作者签名: 签字日期: j璐矽I银f : 签字日期:勿,‘万方数据摘要摘要位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术近年来已经成为研究蛋白质等生物大分子结构与功能的重要方法之一。这项技术能够在接近生物大分子生理状态的常温溶液环境下探测大分子的动力学信息、易趋性信息以及位点之间的距离信息, 并且能够实时地检测蛋白质的构象变化过程。由于位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术灵敏度高,并且对蛋白质分子的大小没有限制,因此非常适合用于膜蛋白结构与功能的研究。在此论文中,我们主要讨论了应用位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术发展常温溶液条件下蛋白质上位点间距离的测量方法,以及利用这种技术研究整合素蛋白p,。的动力学和构象特征,论文共分为五个章节。第一章介绍了电子顺磁共振波谱学的基本理论,并简要介绍了电子顺磁共振谱仪的构成以及电子顺磁共振技术的主要应用范围。第二章介绍了位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术的基本方法和在蛋白质研究中的应用。位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术通过在蛋白质的特定位点上引入自旋标记探针,进而获得蛋白质的电子顺磁共振信号,从中可以获得蛋白质上特定位点或区域的运动性、易趋性、以及距离信息。本章重点介绍了如何应用位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术获取这三方面的信息,并介绍了一些应用实例。第三章介绍了应用连续波电子顺磁共振方法测量蛋白质上位点间距离的方法和发展。连续波电子顺磁共振用于距离测量是基于白旋对之间的偶极相互作用导致的连续波谱图增宽,通常是在低温下(低于200 K)进行的,以便达到“刚性晶格”条件。但是,低温下测得的距离往往不能确切地反映生理条件下活性蛋白质的情况,因此发展常温下的距离测量方法是非常必要的。在本章中,我们以 T4溶菌酶作为模式蛋白并选取蛋白质上两个较为柔性的位点引入自旋标记探针, 通过提高溶液粘度的方式增加运动相关时间,使偶极相互作用的各向异性不被平均掉,最终在常温条件下(298K)获得了与传统的低温测量较为一致的距离数据, 说明常温溶液条件下的距离测量是可行的。第四章介绍了应用位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术研究膜蛋白的动力学和结构特征。位点特异性自旋标记电子顺磁共振技术在膜蛋白结构与功能的研究中有独特的优势,在本章中,我们应用这种技术探究了整合素蛋白B,。的跨膜结构域分别在去污剂胶束和在脂质体中的动力学特征和低聚状态,进而分析了这两种介质环境中D,。跨膜结构域构象上的差别及可能的原因,并提出了跨膜结构域在脂质体中发生低聚现象的可能机理。第五章主要介绍了电子顺磁共振技术近些年来的新发展,以及这些新发展在蛋白质结构和功能研究中的应用情况,并展望了位点特异性自旋标记电子顺磁共万方数据摘要振技术在生物大分子尤其是膜蛋白研究领域的发展和应用。关键词:位点特异性自旋标记电子顺磁共振蛋白质运动性易趋性距离测量膜蛋白跨膜结构域去污剂胶束脂质体万方数据 Abstract Abstract SiteDirected SpinLabeling Electron ic Resonance(SDSL·EPR)has eme娼ed as an effective m