光诱导高铁肌红蛋白还原的光谱法研究

采用紫外-可见吸收、荧光及圆二色(CD)等光谱法为主要分析手段, 对光诱导高铁肌红蛋白(metmyoglobin, metMb)还原及其引起的蛋白结构变化进行了研究. 采用氙灯430 nm的单色光和紫外灯对高铁肌红蛋白溶液进行光照实验, 实验结果显示, 在metMb的Q吸收带545 nm和580 nm附近吸收峰强度显著增强. 通过验证性实验, 证明光照后metMb发生了还原反应. 验证性实验包括: metMb中加入还原剂连二亚硫酸钠实验|光照后样品加入氧化剂铁氰化钾的可逆性实验|光照的同时通入CO实验. 进一步讨论表明, 采用氙灯430 nm的单色光诱导metMb还原的机理为光诱导的分子内电子转移. 此外, 对光还原反应后的样品进行同步荧光和CD光谱分析, 发现蛋白质色氨酸残基微环境极性增加, α-螺旋的含量由 63%下降到57%, 而β-折叠的含量增加了7%.     

紫外光照下高铁肌红蛋白的还原

实验中我们发现紫外波段光源照射高铁肌红蛋白(metmyoglobin,metMb)时,能发生与添加化学还原剂还原metMb相似的过程,本文采用紫外可见吸收光谱(UV-Vis),圆二色光谱(CD)研究了metMb在特定紫外光源下的还原过程。580 nm和544 nm处还原峰的面积变化显示,metMb在光照时能被还原至MbFe髤H2O状态,且不同的光源、特定紫外定波长、温度、pH以及不同气体存在等条件下metMb的还原程度不同。在温度为10℃,偏碱性条件时,定波长254 nm照射有利于metMb还原;气体存在时,由于气体小分子与血红素铁的配位能力不同,不同气体对光照metMb还原的催化作用程度也有差异,CO和O2的存在对此过程有催化促进作用,这一结论在医学和生理学上有重要的意义。