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原子力显微镜对生物大分子的研究

谭琰

  对生物大分子立体结构和形态的认识是我们进一步了解其功能和探讨生命现象的重要基础。原子力显微镜(AFM)测定具有高分辨率和直观可视化的特点,它的样品制备简单,不需要经过脱水、抽真空、染色、包埋等这些会使生物分子结构发生一定改变的复杂处理过程,并可对生物分子在近生理条件下检测它们的动态结构信息。这些特点使得它成为研究生物大分子的结构及对其功能影响方面理想的分析检测工具。因此,自诞生之日起,就被迅速应用到了生物学领域。 本论文利用AFM对细胞色素C分子的形态和积聚过程进行了观察,并对核酸分子探针(铬天青S、溴酚蓝)-十六烷基三甲基溴化铵-脱氧核糖核酸这两个体系的作用方式和共振光散射法对核酸的测定机理进行了研究,其内容主要体现在以下三个方面: 1.用AFM对不同浓度溶液中细胞色素C分子的存在形态,以及加入降聚剂和变性剂脲后细胞色素C分子的形态变化进行了研究。结果显示,低浓度溶液中细胞色素C分子主要以类球形单体形式存在。浓度较高时,细胞色素C分子发生聚集,在一定浓度范围内,细胞色素C的聚集体随着浓度的提高而增大。加入较高浓度的脲,对细胞色素C的聚集具有明显的降聚作用。对单体和聚集体的三维尺寸进行了测量和分析。 2.用AFM对细胞色素C在温水浴中的积聚过程以及一些外部因素对积聚作用的影响进行了研究,对细胞色素C积聚的不同阶段形成的积聚物形态进行了观察。结果表明细胞色素C分子间有着较强的相互作用,能自发地在水溶液中进行积聚,形成有规则的螺旋状纤维积聚体。并且其积聚过程受外部环境因素的影响较大,一定浓度盐离子的存在对细胞色素C的积聚具有协同效应。对细胞色素C蛋白的积聚机理和积聚模型进行了探讨。 3.用原子力显微镜(AFM)考察了有机分子探针铬天青S(chrome azurol S,CAS)-表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)-脱氧核糖核酸(DNA)以及溴酚蓝(Bromophenol blue,BPB)-CTMAB-DNA两种核酸测定体系的作用方式,以此探讨了这两种体系的共振光散射法测定核酸的机理。结果表明CTMAB和有机探针分子(CAS或BPB)与核酸的作用方式主要是静电聚集作用。共振光散射法对核酸的测定原理是基于有机分子以核酸为模板,由于静电作用在其表面聚集,形成核酸的超分子化合物。发现DNA分子的状态改变是影响有机分子的聚集和共振散射光强度的主要因素,也是影响核酸测定灵敏度的主要内在原因,线性双螺旋形态的DNA分子能够较好地诱导有机分子在其表面的聚集,产生较强的共振散射光。……   
[关键词]:原子力显微镜;细胞色素C;分子形态;积聚;核酸;共振光散射
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湘潭大学2006年