浅析热力学淀粉样蛋白与茶多酚分子相互作用结论

论文导读：
摘要：淀粉样蛋白以天然态转变为寡聚体和纤维会诱发一系列神经退行性疾病。茶多酚(–)-epigallocatechin-3-gallate（EGCG）被认为对多种神经退行性疾病具有防治作用，但其与淀粉样蛋白的相互作用尚不明晰。由此本论文运用多种策略，如等温滴定微量量热仪（isothermal titration calorimetry, ITC）、圆二色光谱、荧光光谱、质谱、透射电子显微镜以及高效液相色谱等探讨了两种淀粉样蛋白——β淀粉样蛋白42（Aβ42）以及人胰岛素（human insupn，hIns）分别与EGCG的分子相互作用，诠释了EGCG与Aβ42和hIns相互作用的分子机理，以期为淀粉样蛋白高效抑制剂的筛选和设计提供论述基础。运用ITC探讨了不同条件下EGCG和Aβ42及其三个片段（Aβ1-16，Aβ1-30和Aβ31-42）之间相互作用的热力学参数，结果表明，氢键和疏水作用同时有着于Aβ42和EGCG的结合历程，氢键主要发生于富含亲水性氨基酸残基的Aβ1-16，而疏水作用主要发生于富含疏水性氨基酸的Aβ17-42。随EGCG浓度增大，氢键的相对贡献逐渐减小，而疏水作用的相对贡献逐渐增大，导致Aβ42和EGCG的结合逐渐由焓驱动过渡为熵驱动。较高温度、盐浓度接近100mmol/L以及pH接近Aβ42等电点等条件有利于EGCG和Aβ42之间的结合作用。ITC结果表明，EGCG和hIns的结合总是焓有利的，表明氢键始终有着于二者的结合历程，但随EGCG浓度增大，疏水作用的贡献逐渐增大。二者的结合历程中有着显著的焓熵补偿。光谱学结果表明EGCG与蛋白优先结合，以而减小蛋白的水力学学半径，并使hIns产生一定的构象变化。EGCG对胰岛素的聚集/成纤维的抑制作用与pH、温度及EGCG浓度相关。在pH2.0，60°C时，抑制效果随EGCG浓度升高而逐渐增大，最后达到不变，此时EGCG使hIns纤维变短变细。在pH7.4、37°C时，有着最优EGCG浓度(约0.1-0.2mmol/L)使抑制效果达到最好，此时EGCG转变了hIns的聚集形态，使其聚集为球状颗粒。EGCG能够阻止一部分hIns参与聚集/成纤维，并减慢hIns聚集历程中二级结构的变化和疏水基团的暴露。在以上探讨基础上，提出了两种模型解释不同条件下EGCG对hIns成纤维的抑制作用。1-5mmol/L EG论文导读：
CG能够诱导hIns产生粒径约为185-365nm的可逆球状沉淀。探讨结果表明疏水作用是沉淀的主要驱动力，且EGCG clusters在沉淀中起了重要作用。EGCG在沉淀中会导致hIns部分变性，但将沉淀用脲溶解并长期培养后可使hIns复性。在详细探讨结果的基础上，提出了EGCG诱导hIns沉淀的机理模型，对该历程进行了论述解释。关键词：β淀粉样蛋白42论文人胰岛素论文茶多酚论文热力学论文动力学论文聚集论文构象论文
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ABSTRACT4-9
第一章 文献综述9-34

1.1 引言9-10

1.2 淀粉样蛋白Aβ10-17

1.2.1 阿尔兹海默症10-11

1.2.2 Aβ的产生11

1.2.3 Aβ的聚集特性11-16

1.2.4 Aβ聚集的抑制剂16-17

1.3 人胰岛素hIns17-22

1.3.1 hIns的产生和结构17

1.3.2 hIns的聚集特性17-22

1.4 EGCG22-28

1.4.1 EGCG的性质22-23

1.4.2 EGCG的体内分布及生物利用度23

1.4.3 EGCG的生理作用23-26

1.4.4 EGCG等小分子与淀粉样蛋白相互作用的探讨近况26-28

1.5 检测手段28-32

1.5.1 等温滴定微量量热仪（ITC）28-30

1.5.2 圆二色光谱30

1.5.3 荧光光谱30-31

1.5.4 质谱31-32

1.5.5 透射电镜32

1.6 本论文的探讨内容32-34

第二章 淀粉样蛋白Aβ42 与EGCG的相互作用热力学34-48

2.1 引言34-35

2.2 材料和策略35-36

2.1 实验材料35

2.2 Aβ42 的预处理35

2.3 溶液配制35

2.4 等温滴定微量量热实验35-36

2.5 热力学参数浅析36

2.3 结果36-42

2.3.1 Aβ42 的自聚36-37

2.3.2 温度的影响37-39

2.3.3 盐浓度的影响39-40

2.3.4 pH的影响40-41

2.3.5 EGCG和Aβ42 浓度的影响41-42

2.4 讨论42-47

2.4.1 N与m线性相关42-44

2.4.2 EGCG和Aβ42 之间论文导读：等温滴定微量量热实验65-664.2.4热力学参数浅析664.2.5圆二色光谱664.2.6荧光光谱66-674.2.7水力学半径674.3结果67-824.3.1hIns的自聚674.3.2温度的影响67-704.3.3盐浓度的影响70-714.3.4pH的影响71-734.3.5EGCG浓度的影响73-754.3.6结合计量数75-774.3.7焓熵补偿77-784.3.8圆二色光谱784.3.9内源荧光光谱78-
的相互作用与m值相关44-47

2.5 结论47-48

第三章 Aβ42 片段与EGCG的相互作用热力学48-64

3.1 引言48-49

3.2 材料和策略49-50

3.

2.1 实验材料49

3.

2.2 多肽的预处理49

3.

2.3 溶液配制49

3.

2.4 等温滴定微量量热实验49-50

3.

2.5 热力学参数浅析50

3.3 结果50-61

3.1 Aβf的自聚50-51

3.2 盐浓度的影响51-53

3.3 q的影响53-55

3.4 结合计量数55-60

3.5 焓熵补偿60-61

3.4 讨论61-62

3.5 结论62-64

第四章 人胰岛素与EGCG相互作用的热力学和光谱学特性64-86

4.1 引言64-65

4.2 材料和策略65-67

4.

2.1 实验材料65

4.

2.2 溶液配制65

4.

2.3 等温滴定微量量热实验65-66

4.

2.4 热力学参数浅析66

4.

2.5 圆二色光谱66

4.

2.6 荧光光谱66-67

4.

2.7 水力学半径67

4.3 结果67-82
4.

3.1 hIns的自聚67

4.

3.2 温度的影响67-70

4.

3.3 盐浓度的影响70-71

4.

3.4 pH的影响71-73

4.

3.5 EGCG浓度的影响73-75

4.

3.6 结合计量数75-77

4.

3.7 焓熵补偿77-78

4.

3.8 圆二色光谱78

4.

3.9 内源荧光光谱78-79

4.

3.10 ANS荧光光谱79-80

4.

3.11 水力学半径80-82

4.4 讨论82-84

4.1 初级结构决定作用力83

4.2 蛋白构象决定EGCG结合的可及表面83-84

4.5 结论84-86

第五章 EGCG对人胰岛素聚集/成纤维的抑制作用86-109

5.1 引言86-87

5.2 材料和策略87-89

5.

2.1 实验材料87

5.

2.2 成纤维动力学87-88

5.

2.3 动力学参数浅析88

5.

2.4 体积排阻色谱88

5.

2.5 圆二色光谱88-89

5.

2.6 ANS荧光光谱89

5.

2.7 透射电镜89

5.

2.8 水力学半径89

5.3 结果89-104
5.

3.1 hIns在不同pH时的初始状态89-90

5.3.2 pH

2.0，60°C时的成纤维动力学90-92

5.3.3 pH

7.4，37°C时的聚集动力学92-94

5.

3.4 体积排阻色谱94

5.

3.5 圆二色光谱94-97

5.

3.6 ANS荧光光谱97-99

5.论文导读：上一页1234

3.7 透射电镜99-104

5.4 讨论104-108

5.5 结论108-109

第六章 EGCG诱导人胰岛素沉淀的机理探讨109-131

6.1 引言109-110

6.2 材料和策略110-112

6.

2.1 实验材料110

6.

2.2 沉淀制备110-111

6.

2.3 反相色谱111

6.

2.4 透射电镜111

6.

2.5 质谱111

6.

2.6 核磁共振谱111-112

6.

2.7 圆二色光谱112

6.3 结果112-126
6.

3.1 沉淀动力学112-113

6.

3.2 EGCG和hIns浓度的影响113

6.

3.3 pH的影响113-115

6.

3.4 盐浓度的影响115

6.

3.5 反相色谱115-117

6.

3.6 透射电镜117-119

6.

3.7 质谱119-124

6.

3.8 沉淀可逆性124-126

6.4 讨论126-129

6.5 结论129-131

第七章 结论与展望131-135

7.1 结论131-133

7.2 主要革新点133

7.3 展望133-135

参考文献135-153
发表论文和参加科研情况说明153-155
致谢155