《利用ESI-MS技術研究環二肽與金屬離子間的相互作用》是依託鄭州大學，由郭艷春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用ESI-MS技術研究環二肽與金屬離子間的相互作用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭艷春
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究蛋白質與金屬離子間相互作用的本質一直是生物學家感興趣的課題。但蛋白質結構的複雜性，使得直接研究兩者間的相互作用變得難度很大，因此常選用胺基酸或小肽作為模型化合物進行研究。本項目擬以含有不同側鏈官能團、不同構型的環二肽為蛋白、多肽的模型化合物，利用電噴霧質譜並結合核磁共振技術研究環二肽與一價、二價金屬離子間的相互作用，以期建立基於電噴霧質譜技術的、方便有利、重複性好、靈敏度高、準確率高的蛋白(肽)一金屬離子相互作用的定量研究技術與方法。本研究對於闡明環二肽與金屬離子間識別作用力與結構之間的關係，揭示環二肽作為主體分子的一般識別規律和識別作用機制，具有重要的理論意義和套用價值。從而為研究金屬離子對蛋白質結構和功能的影響, 理解金屬離子在蛋白質-核酸識別及自組裝中的作用奠定良好的基礎。同時，根據我們的實驗結果，可以將金屬離子與不同環二肽作用強度存在差異的特性，套用於分子識別的研究中。
結題摘要
金屬離子與蛋白(肽)之間相互作用的研究己成為生命科學研究的一個重要內容。二肽分子結構簡單，分子中側基所處的化學環境與蛋白質分子相近，能夠真實地反映蛋白質分子中側基與其他官能團或共溶質間的相互作用，是一種理想的蛋白質模型分子。DNA是基本的遺傳物質,是許多藥物的主要作用靶點,其結構在很多條件下可以被破壞,尤其是和小分子相互作用, 金屬離子對 DNA 雙螺旋結構也具有不同的生物化學作用，因此對於肽類藥物、金屬離子和DNA相互作用的研究，已成為生物化學和生命科學中熱門研究課題之一。本課題採用官能團保護的方法設計合成了四類、37種二肽，分別利用高效液相色譜、質譜、核磁共振和紫外光譜研究了二肽分子與一價金屬離子、二價金屬離子間的相互作用，並利用非線性擬合的方法計算了小肽分子與一價金屬離子的結合常數。 實驗結果表明，在相同條件下，極性二肽與金屬離子的作用要強於非極性二肽，並且二肽與Ag+的相互作用要強於其他一價金屬離子。利用凝膠電泳研究了37種二肽在金屬離子輔助下對DNA的切割活性，同時，分別從緩衝溶液、金屬離子、濃度、pH值、反應時間五個方面考察了二肽在切割pUC19質粒DNA時的最佳條件。在所研究的37種二肽中，發現除cyclo(L-Thr-L-Thr)外，二肽只有在金屬離子存在的情況下，才具有切割活性；而cyclo(L-Thr-L-Thr)在沒有金屬離子參與的情況下，對pUC19質粒DNA也具有切割作用，其DNA的切割率達到80%以上；在最佳化的條件下，其切割活性能夠達到90%以上。同時，二肽對pUC19質粒DNA的切割機理為水解機理。利用螢光光譜、圓二色譜研究了芳香二肽與金屬離子、ct-DNA間的相互作用。實驗發現二肽-金屬離子能猝滅DNA-EB體系的螢光，並在不同溫度下考察了二肽-金屬離子對DNA-EB螢光猝滅的情況，認為此螢光猝滅屬於動態猝滅過程；通過研究二肽-金屬離子與ct-DNA相互作用的CD譜證實，在生理條件下, 二肽-金屬離子與ct-DNA之間存在明顯的相互作用，結合方式主要是溝槽模式。為進一步認識金屬離子在生化反應中的作用和解釋某些生理現象，進而理解藥物小分子與DNA的相互作用模式和構效關係,從分子水平上理解肽類藥物的作用機理提供了理論基礎。
