芬兰Kibron专注表面张力仪测量技术,快速精准测量动静态表面张力

热线:021-66110810,66110819,66110690,13564362870 Email: info@vizai.cn

当前位置首页 > 新闻中心

酯功能化的双子表面活性剂与血红蛋白的结合——摘要、简介

来源:上海谓载 浏览 364 次 发布时间:2021-11-15

摘要


荧光、紫外-可见光、圆二色性 (CD) 光谱和表面张力技术 用于研究血红蛋白 (Hb) 和双子表面活性剂 bis (N, N-二甲基-N-十六烷基乙酸铵)二氯化物(16-E2-16)。 分子对接与模拟 还研究了与 16-E2-16 相互作用时 Hb 构象的变化。 这 UV-vis 研究证明了 soret/血红素带的扰动,并在 16-E2-16 存在的情况下在血红素组内产生构象异质性。 数据显示荧光增加 添加 16-E2-16 后 Hb 的强度。 16-E2-16的cmc值后荧光 强度缓慢增加。 Trp 荧光比 Tyr 的影响更大。 临界胶束 测定了不同温度下 Hb 不存在和存在时 16-E2-16 的浓度 使用表面张力图。 cmc 随温度升高以及存在而增加 的 Hb。 此外,还研究了胶束化的热力学参数。 对接研究 表明 16-E2-16 结合 Hb 的 α1 和 β2 链,主要作用力是疏水的 和静电。 模拟和 CD 研究证实了结合后 Hb 的构象变化 与 16-E2-16。


一、简介


在所有血红素蛋白中,血红蛋白是被广泛研究的蛋白质。 它由两条α链和两条β链组成, 每条链形成一个疏水空间,保护血红素 来自水的单体 [1]。 它的分子量为 64.5 KDa 和 含有大量可电离的氨基酸,这使得它 极易溶于水。 发现血红蛋白结合许多不同类型的两亲分子,这些分子起重要作用 在确定生理功能 [2-7]。 因为,许多不同的两亲组件,如胶束、囊泡、管和层状 液晶等常用于模拟一些生物系统,因此它们与 Hb 的相互作用可以提供有趣的 有关 Hb 的热力学、结构、生物医学和生物物理信息 [8-10]。 与他人互动的研究 分子,如细菌内毒素 [11,12]、羟基脲 [13] 和海藻糖 [14],表明某些生物分子可以 将氧合血红蛋白 (oxyHb) 转化为高铁血红蛋白 (metHb) 和 半色素,而其他一些可能减缓或逆转 Hb 的自氧化过程 [12,14]。


蛋白质与表面活性剂的相互作用很常见 在化学、生物学和医学领域[15-17]。 超过 在过去的几十年里,蛋白质-表面活性剂的相互作用 由于其在工业、生物学和制药方面的重要性而成为广泛研究的主题 [18,19]。 有关的信息 蛋白质-表面活性剂复合物的结构已经推导出来 来自流变学 [20]、光谱学 [20,21]、电泳 [22]、 结合 [23,24] 和散射研究 [25,26]。 最近,该研究 表面活性剂与蛋白质相互作用的研究 表面活性剂-蛋白质复合物结构及其变化 蛋白质结构。 疏水相互作用、静电相互作用、范德华力和氢键起着重要作用 在配体-蛋白质结合中的作用 [27]。 疏水性促进水 去除并支持蛋白质-配体相互作用,但它也调节介电效应。 如果蛋白质和配体带有一些电荷 那么静电相互作用确实在蛋白质配体结合中起重要作用。 范德华相互作用形成于 永久偶极子或相应的感应偶极子相互作用。 这 这些相互作用的影响在可极化基团中最高 蛋白质,它包括存在于 疏水性氨基酸,如亮氨酸和缬氨酸。 这种互动 与距离有关,并随着距离增加 5Å 而减少。 在蛋白质-配体相互作用中,氢键也起着重要作用。 Babine 和 Bender 报道了氢键 对蛋白质-配体复合物的稳定性有很大贡献[28]。


一般而言,CMC以下的离子表面活性剂(阳离子和阴离子) 与蛋白质的带相反电荷的残基结合。 阳离子表面活性剂通常与谷氨酸 (glu) 和天冬氨酸 (asp) 结合 蛋白质的残基与它们产生静电和疏水相互作用。 随着表面活性剂的浓度 增加,表面活性剂分子开始形成簇 使蛋白质的结合位点饱和,从而导致蛋白质解折叠。 这些簇经常与蛋白质分子相互作用 稳定他们。 蛋白质通过表面活性剂展开 取决于表面活性剂浓度之间的比率 和蛋白质,这个比例决定了多少表面活性剂可用 每个蛋白质分子。 因此,展开随着增加 表面活性剂分子的浓度,在这个阶段表面活性剂 作为典型的变性剂 [29]。


最近,已经设计和开发了新的表面活性剂。 这些表面活性剂由两条疏水链和 两个极性头部基团通过间隔基团共价连接 [30–33]。 这种新型表面活性剂被称为双子表面活性剂。 它们表现出与传统表面活性剂不同的特性, 例如较低的临界胶束浓度 (cmc)、对间隔结构的强烈依赖、特殊的聚集体形态和强疏水微域 [34,35]。 因此,相比 与常规表面活性剂相比,双子表面活性剂表现出不同的 与蛋白质的行为。 此外,双子表面活性剂可以减少洗涤剂对环境的影响, 因为执行相同的操作所需的量要少得多 功能。 此外,它们不寻常的效率和化学多功能性将 对设计新型浓缩洗涤剂有很大的方便。 我们小组最近致力于研究双子表面活性剂与不同蛋白质的相互作用 [36-38]。


继续,在此,我们研究了基于酯的相互作用 阳离子双子表面活性剂 (16-E2-16) 与 Hb 使用表面张力、UV-vis 和荧光。 16-E2-16 中含有一个酯键 并且发现在本质上是可切割的,因为较高的 极性键有助于提高水溶性,使其 容易降解 [39,40] 间隔基中的酯键使 与其他阳离子表面活性剂相比,gemini 更易裂解、可生物降解且水生毒性更低 [41,42]。 还有酯 双子座中的键促进与蛋白质的氢键结合 [38]。

方案 1. 16-E2-16 的结构。 



酯功能化的双子表面活性剂与血红蛋白的结合——摘要、简介

酯功能化的双子表面活性剂与血红蛋白的结合——材料和方法

酯功能化的双子表面活性剂与血红蛋白的结合——结果和讨论

酯功能化的双子表面活性剂与血红蛋白的结合——结论、致谢!