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蛋白质晶体生长中聚集体及热历史效应影响的研究

解莹  
【摘要】:生物大分子(包括蛋白质、核酸和病毒等)对生物体的生命活动起着十分重要的作用,这是由它们具有特殊的空间结构所致。随着生物学领域对精确的生物大分子结构需求的日益增加,尤其是利用单晶X 射线衍射法得到的三维结构,使得研究生物大分子的生长越来越受到重视。然而,生物大分子的结晶相当困难,从某种意义上讲这是生物大分子结构测定的限速因素,目前对生物大分子的晶体的生长机理,成核过程,基本的热力学和动力学参数等的认识很少,所以进行生物大分子的晶体生长研究就显得非常有必要。而光散射技术和原子力显微镜是进行这一研究的非常重要的工具。 光散射技术广泛应用于生物大分子的晶体生长研究中,它包括静态光散射和动态光散射两种。利用静态光散射可以测定蛋白质溶液渗透的二级维里系数;利用动态光散射可以测定蛋白质溶液的水平扩散系数,获得溶液中蛋白质粒子的流体力学半径及分布情况,分离蛋白质结晶的成核与生长过程,研究大分子的聚集行为和晶体生长的动力学。借助光散射,可以实现蛋白质晶体生长过程的动态控制。近些年光散射仪器向着小型化、轻便化的方向发展,光散射技术不断得到改进,日益完善,不仅用于地面实验,也应用于空间领域的蛋白质晶体生长研究中。 原子力显微镜,以其极高的分辨率和对细胞和生物分子的连续图像扫描的优势,如今已经成为研究生物大分子形状、构型、行为、功能与构型关系以及聚集的强有力的工具。借助于原子力显微镜,详细而精确的聚集体表面形态可以很容易的观察到,甚至可以达到亚埃级的分辨率。 本文就是利用光散射和原子力显微镜对蛋白质溶液的聚集体进行研究,主要包括以下几个方面的内容: 1. 生长溶液中溶菌酶聚集体的研究 我们借助于动态光散射和原子力显微镜研究了在无NaCl 和有NaCl 存在时溶菌酶溶液中聚集体的分布情况,研究了一个小时之内和十二个小时之内的溶菌酶溶液中聚集体的变化,并且对于结晶和不结晶的情况做了对比,也研究了温度变化对溶菌酶溶液中聚集体变化的影响。 2. 溶菌酶溶液热历史效应研究 蛋白质晶体生长与许多参数有关,但这些参数中蛋白质溶液的保存时间引


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