光谱法研究人胞红蛋白与铜(Ⅱ)离子的相互作用

胞红蛋白(Cygb)是近期在脊椎动物中发现的一种球蛋白家族成员,具有典型珠蛋白的“3+3”式的α-螺旋三明治折叠结构。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱、同步荧光光谱及圆二色(CD)光谱法研究了Cu2+离子与Cygb的相互作用。结果表明,当Cu2+离子加入到Cygb溶液中后,Cygb在280 nm处的紫外吸收强度增大,说明Cu2+与Cygb发生了相互作用;Cu2+使Cygb的内源性荧光发生猝灭,其猝灭方式为静态猝灭。同步荧光光谱研究表明,Cu2+可使色氨酸和酪氨酸的微环境发生较小的改变,与酪氨酸相比Cu2+对Cygb的键合部位更接近于色氨酸。圆二色光谱研究表明,Cu2+对Cygb的二级结构未引起明显变化。     

圆二色光谱法研究环境因素对细胞红蛋白二级结构的影响

采用远紫外圆二色光谱法系统地研究了细胞红蛋白(cytoglobin, Cygb)的浓度、环境温度、溶液的pH值和溶剂性质对细胞红蛋白二级结构的影响.结果表明: 当Cygb浓度<1 μmol/L时,它主要以α-螺旋形式存在,其α-螺旋含量>60%; 当Cygb浓度从0.3 μmol/L增大到2.0 μmol/L时,其α-螺旋含量迅速降低;当Cygb浓度>2.0 μmol/L时,其α-螺旋含量随浓度的增大变化很小(约30%).随着温度的升高,Cygb的α-螺旋含量逐渐减小,但既使温度达到368 K,它仍保持有20%的α-螺旋结构,说明该蛋白具有较高的热稳定性.在弱酸性和弱碱性溶液中,Cygb的二级结构都会有不同程度的破坏.在甲醇和乙醇中,Cygb的α-螺旋含量明显增加,这说明醇类可以诱导其α-螺旋的生成.     

重组人细胞红蛋白的表达纯化及谱学表征

以可溶性和包涵体两种形式表达纯化得到了重组人细胞红蛋白, 并比较了其谱学特征和热稳定性. 可溶性蛋白经硫酸铵分级沉淀, 再依次经Hiprep 16/10 Q FF阴离子交换柱、Hiload16/60 Superdex 75 凝胶过滤柱和 CM Sepharose FF 阳离子交换柱纯化, 得到电泳纯的包涵体蛋白; 包涵体蛋白经盐酸胍变性溶解、外加血红素重组和柱层析得到了电泳纯的可溶性蛋白. 电喷雾质谱表明, 以这两种形式得到的蛋白分子量相差153.0, 紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和圆二色光谱均表明, 这两种形式的蛋白在血红素构象上存在差异, 其热稳定性也不相同.     

神经红蛋白突变体Tyr44Phe的制备、表征和稳定性研究

构建了突变体蛋白Tyr44Phe的基因, 进行了蛋白的表达、分离纯化、谱学表征和稳定性研究. 由电喷雾质谱所得突变体蛋白的分子量与理论值一致; UV-Vis吸收光谱、荧光光谱和圆二色光谱表明, Tyr44Phe的点突变虽没有改变血红素的六配位结构, 但对血红素的构象有所影响. 突变体蛋白的热、酸稳定性研究表明, 定点突变降低了血红素与蛋白肽链之间的结合力, 导致血红素易从疏水腔中脱出, 说明Tyr44对蛋白的结构稳定性起一定的作用.