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人胰岛素的朗缪尔单分子层膜的表面化学和光谱学性质——摘要、介绍

来源:上海谓载 浏览 195 次 发布时间:2021-11-29


摘要


在空气中检测人胰岛素(HI)蛋白以阐明其结构 − 水界面。 确定了制备均匀稳定的人胰岛素(HI)Langmuir单层膜的最佳实验条件。 HI胰岛素Langmuir单分子膜可用于研究HI与膜的相互作用,因为Langmuir单分子膜可作为生物膜的体外模型。 表面压力和表面电位面积等温线用于表征HI-Langmuir单层膜。 压缩 − 减压循环和稳定性测量表明,空气中存在均匀稳定的单层 − 水界面。 然而,更高的表面压力导致了更大的面积减少和更少的稳定性。 原位紫外 − 利用可见光谱和荧光光谱验证HI单层的均匀性,并鉴定HI中的发色团残基。 通过荧光显微镜和布儒斯特角显微镜检查了结构域的形成。 在水相和空气中,通过圆二色谱(CD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测HI的构象 − 通过红外反射吸收光谱(IRRAS)测定水界面。 发现HI以单体形式存在于2-D中。


1. 介绍


人胰岛素(HI)是胰岛产生的一种肽类激素,其在人体内的主要功能是控制血糖水平。 自从胰岛素被发现以来,糖尿病已经可以治疗了。 HI由两条多肽链组成,一条含有21个残基的A链和一条含有30个残基的B链,通过两个二硫键连接在一起。1


除了HI的单体结构外,它还以二聚体、六聚体和淀粉样蛋白的形式存在。 作为单体,HI的大部分结构由α-螺旋结构组成,并通过β-片的形成而二聚。2 HI通常具有二聚体结构,这是由于B链C端之间的氢键所致。 HI二聚体在锌离子存在下聚集形成六聚体。3单体和二聚体容易扩散到血液中,而六聚体扩散较差。 因此,含有高比例六聚体的HI制剂的吸收被延迟,并且有点慢。4 HI淀粉样蛋白以β片为特征。5正常可溶性蛋白质作为不溶性淀粉样纤维的组织沉积与严重疾病相关,包括系统性淀粉样蛋白病、成熟型糖尿病、, 在体外,HI通过在高HI浓度、低pH值和高温下培养而很容易转化为非活性纤维形式。5


可以使用Langmuir单层方法研究蛋白质(如HI)与人类细胞膜的相互作用。6个Langmuir单层被用作生物膜的体外模型。7该技术允许我们研究在形成单层的界面上扩散的分子之间的分子间相互作用。 在该方法中,首先将溶解在酸性溶液中的HI扩散到水面上,形成朗缪尔单层或浮动单层。 通常用表面压力(π)监测单层的形成 − 面积(A)等温线8 − 10天然生物膜中通常存在30至35 mN/m的表面压力,可在Langmuir单层上模拟以模拟人类细胞膜。7最早采用该技术的研究之一发表于1954年, 报道了胰岛素表面压力随pH值11的变化。一系列关于胰岛素Langmuir单层的研究报告了温度、单层组成和亚相阳离子性质的影响。3,12 − 17胰岛素朗缪尔 − 用原子力显微镜(AFM)研究了云母片上的Blodgett(LB)薄膜。18


本研究为HI-Langmuir单层膜的光学性质提供了新的数据。 紫外线 − 空气中的可见光 − 水界面与表面压力相关 − 面积等温线曲线。 根据HI和FITC标记的HI-Langmuir单层的布儒斯特角和表观荧光显微镜,未观察到二维结构域的形成。 通过IRRAS测量,人们观察到蛋白质在2-D中保持α-螺旋构象,知道IRRAS方法允许检测酰胺I和酰胺II带,这与蛋白质样品中的α-螺旋和β-折叠相关。19,20




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