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微量热法研究生物大分子及草酸钙模拟生物矿化

李霞

  本文利用微量热法的一些基本原理和方法,借助于LKB-2107BA7CH型微量热计,首先对Na~+,K~+-ATP_(ase)酶促反应的热动力学进行了研究,并借助比色法对底物抑制进行了研究;其次,对牛血清白蛋白与稀土离子结合作用的热力学性质进行了研究,并借助光谱法对牛血清白蛋白与药物小分子的相互作用进行了研究;最后,将微量热与结构分析、形貌分析的研究手段相结合,对草酸钙的模拟生物矿化进行了的研究,具体工作如下:一、Na~+,K~+-ATPase酶促反应的微量热研究及ATP抑制的研究1、首次用微量热方法研究了模拟生理条件下(T=310.15K,pH=7.4,[ATP]为毫摩尔级)Na~+,K~+-ATPase催化ATP水解的酶促反应,用对比进度法得出给定实验条件下酶促反应的米氏常数Km值为0.479±0.020mM和最大反应速率V_(max)值为0.681±0.026μmol P_i·min~(-1)·mg protein~(1),并用比色法得到了一致的K_m和V_(max)值;2、通过对不同初始底物浓度下酶促反应的微量热研究,得到310.15K、pH7.4时Na~+,K~+-ATPase酶促反应的表观摩尔反应焓△_rH_m值为-40.514±0-9kJ·mol~(-1);3、进行了酶稀释效应的研究,结果表明Na~+,K~+-ATPase预稀释会对酶促反应产生一定的影响,酶过分预稀释将导致其严重失活,使Na~+,K~+-ATPase酶促反应不能顺利进行,推测可能是酶的活性结构遭到了破坏;4、在模拟生理条件下(T=310.15 K,pH=7.4,[ATP]为毫摩尔级),就ATP对Na~+,K~+-ATPase酶促反应的抑制动力学进行了较深入地研究;研究结果表明,MgATP复合物才是给定条件下Na~+,K~+-ATPase酶促反应的唯一底物,而ATP是一个竞争性抑制剂,抑制常数K_i真值为0.253mM。二、牛血清白蛋白同稀土离子/药物结合作用的研究1、在LKB-2107热导式微量热仪上系统研究了模拟生理条件(310.15K,pH6.7,0.1mol/LNaCl)下,一系列三价稀土离子(RE~(3+))同牛血清白蛋白BSA相互作用的热力学性质;依据量热结果,首次直接给出了RE~(3+)在BSA上的高亲和力与低亲和力两类结合位点的结合位点数(n1,n2)和摩尔反应焓(△_rH_(ml),△_rH_(m2));结果表明结合反应的焓变为正值,说明稀土与BSA的配合是熵驱动反应。而且,进一步采用荧光光谱法得到了相同条件下,一系列RE~(3+)同BSA的强结合位点数n1和表观络合常数lgK_1;利用紫外差示光谱法对RE~(3+)与BSA的结合部位进行了表征。2、依诺沙星enoxacin[1-ethyl-6-fluoro-1,4-dihydro-4-oxo-7-(1-piperazinyl)-1,8-……   
[关键词]:微量热;酶促反应;Na~+;K~+-ATPase;牛血清白蛋白;稀土离子;依诺沙星;草酸钙;模拟生物矿化;卵磷脂;脂质体
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:武汉大学2004年